JP2023525333A - Magnetic cleavage of compounds - Google Patents

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Abstract

本発明は、少なくとも1個の分子中の少なくとも1個の共有結合を開裂する方法であって、前記方法が、(a)少なくとも1個の磁性体と前記少なくとも1個の分子とを衝突させること、および/または(b)前記少なくとも1個の磁性体を動かすことによって少なくとも1個の非磁性粒子と前記少なくとも1個の分子との衝突を引き起こすことを含む、方法を提供する。実施形態では、分子は、懸濁液または溶液中にあり、(a)溶液または懸濁液は、緩衝液または体液などの液体サンプルであり、分子は、核酸であり、(b)溶液または懸濁液は、飲料水またはプールの水であり、分子は、巨大分子汚染物質であり、(c)溶液または懸濁液は、下水であり、分子は、生体巨大分子であり、(d)溶液または懸濁液は、食品または飲料であり、分子は、グルテンであり、(e)溶液または懸濁液は、タンパク質、ポリペプチドおよび/もしくはペプチド、増殖培地用のタンパク質性原材料、および/またはシャンプー、コンディショナーもしくは石鹸などのパーソナルケア製品用のタンパク質性原材料を含み、分子は、前記またはタンパク質、ポリペプチドおよび/もしくはペプチドであり、(f)溶液または懸濁液は、巨大分子毒素を含み、分子は、前記巨大分子毒素であり、あるいは(g)溶液または懸濁液は、不所望な酵素活性を含み、分子は、前記酵素活性を呈するタンパク質である。The present invention provides a method for cleaving at least one covalent bond in at least one molecule, said method comprising: (a) colliding at least one magnetic substance with said at least one molecule; and/or (b) causing collisions between at least one non-magnetic particle and said at least one molecule by moving said at least one magnetic body. In embodiments, the molecule is in a suspension or solution, (a) the solution or suspension is a liquid sample such as a buffer or a body fluid, the molecule is a nucleic acid, (b) the solution or suspension is The turbidity is drinking water or pool water, the molecule is a macromolecular contaminant, (c) the solution or suspension is sewage, the molecule is a biomacromolecule, (d) the solution or the suspension is a food or beverage and the molecule is gluten; , conditioners or soaps, wherein the molecule is a protein, polypeptide and/or peptide; (f) the solution or suspension comprises a macromolecular toxin, the molecule is said macromolecular toxin, or (g) the solution or suspension contains an undesirable enzymatic activity and the molecule is a protein exhibiting said enzymatic activity.

Description

本発明は、少なくとも1個の分子中の少なくとも1個の共有結合を開裂する方法であって、前記方法が、(a)少なくとも1個の磁性体と前記少なくとも1個の分子とを衝突させること、および/または前記少なくとも1個の磁性体を動かすことによって少なくとも1個の非磁性粒子と前記少なくとも1個の分子との衝突を引き起こすことを含む、方法に関する。 The present invention provides a method for cleaving at least one covalent bond in at least one molecule, said method comprising: (a) colliding at least one magnetic substance with said at least one molecule; and/or causing collisions between at least one non-magnetic particle and said at least one molecule by moving said at least one magnetic body.

本明細書では、特許出願および製造業者のマニュアルを含む多くの文書が引用されている。これらの文書の開示は、本発明の特許性に関連するとは考えられていないが、参照によってその全体が本明細書に組み込まれる。より具体的には、すべての参照文書は、個々の文書それぞれが具体的かつ個別に示されて参照によって組み込まれるかのように、同程度に参照によって組み込まれる。 A number of documents are cited in this specification, including patent applications and manufacturer's manuals. The disclosure of these documents, while not considered relevant for the patentability of this invention, is hereby incorporated by reference in its entirety. More specifically, all referenced documents are incorporated by reference to the same extent as if each individual document was specifically and individually indicated and incorporated by reference.

多くの産業プロセスでは、比較的大きな分子の開裂が必要になる。なぜなら、これらの分子が不所望な特性を有する一方で、それらの開裂生成物は、許容可能であるか、または所望な特性さえ有するからである。そのような比較的大きな分子の例は、タンパク質性分子から炭水化物および核酸に及ぶ生物学的起源の分子を含む。例示的なプロセスは、望ましくない酵素活性を、前記活性を付与する酵素の開裂によって除去することと、毒性タンパク質を含む組成物を解毒し、毒素の開裂生成物がもはや毒性活性を呈さないことと、緩衝液、特に長い核酸不含の緩衝液などの核酸不含の試薬を製造することとを含む。 Many industrial processes require the cleavage of relatively large molecules. This is because, while these molecules have undesirable properties, their cleavage products have acceptable or even desirable properties. Examples of such relatively large molecules include molecules of biological origin ranging from proteinaceous molecules to carbohydrates and nucleic acids. An exemplary process is to remove undesired enzymatic activity by cleaving the enzyme that confers said activity, detoxify a composition comprising a toxic protein such that the cleavage products of the toxin no longer exhibit toxic activity. , manufacturing nucleic acid-free reagents such as buffers, particularly long nucleic acid-free buffers.

多くの場合、酵素がこれらの開裂プロセスに使用される。しかしながら、これらの酵素は、前述のプロセスが日常的に大規模に実施されることを考慮すると、大量に製造または取得する必要がある。したがって、例えば、生細胞を製造に用いる場合、または酵素を動物源から精製する必要がある場合、酵素製造は、複雑なプロセスであるのみならず、汚染のリスクも伴い得る。また、酵素は、多くの場合、記載されている開裂プロセスについて依然として第1の選択肢であるが、これは、生体分子の望ましくない活性を減少または消失させるために、生物学的起源のさらなる別の薬剤が使用されることを意味することに留意する必要がある。また、酵素は、デリケートな物質であり、典型的には、非常に厳密に定義された条件下でしか活性を保持せず、pHまたは熱による酸化または変性などの修飾によって機能の喪失が引き起こされることがある。 Enzymes are often used for these cleavage processes. However, these enzymes need to be produced or obtained in large quantities, considering that the aforementioned processes are routinely carried out on a large scale. Thus, enzyme production is not only a complex process, but can also carry the risk of contamination, for example when live cells are used for production or when enzymes have to be purified from animal sources. Also, although enzymes remain the first choice for the described cleavage processes in many cases, this is a further alternative of biological origin in order to reduce or eliminate undesired activities of biomolecules. It should be noted that this means that drugs are used. Also, enzymes are delicate substances and typically retain activity only under very strictly defined conditions, where modifications such as oxidation or denaturation by pH or heat cause loss of function. Sometimes.

磁石の使用は、一般的に、生物学的起源の分子および組成物の処理と相容れないものではない。非常によく知られている使用は、外部磁場の影響下で回転し、液体、溶液、および懸濁液の迅速な混合をもたらす、磁気撹拌棒である。 The use of magnets is generally not incompatible with processing molecules and compositions of biological origin. A very popular use is the magnetic stir bar, which rotates under the influence of an external magnetic field, resulting in rapid mixing of liquids, solutions and suspensions.

US2010/068781には、内部に磁石を有する容器であって、磁石の表面と容器の内壁との間に薄い液体膜だけが存在するように該磁石が容器の断面に正確に合致する、容器が記載されている。磁石は、自由に運動することができない。 US 2010/068781 discloses a container having a magnet inside, the magnet exactly matching the cross-section of the container so that only a thin liquid film exists between the surface of the magnet and the inner wall of the container. Are listed. Magnets cannot move freely.

US6,806,050には、分析手順で一般的に使用されているような常磁性粒子を取り扱うためのデバイスが記載されている。 US 6,806,050 describes a device for handling paramagnetic particles as commonly used in analytical procedures.

上記の欠点を考慮して、望ましくない活性を有する分子を開裂する改善された手段および方法が必要とされており、前記手段および方法は、さらなる別の化学的または生物学的に活性な薬剤の使用を必要としない。 In view of the above drawbacks, there is a need for improved means and methods of cleaving molecules with undesired activity, said means and methods allowing the release of yet another chemically or biologically active agent. does not require use.

したがって、本発明の根底にある技術的問題は、そのような手段および方法、より具体的には、生物学的起源のものを含む鎖状分子および巨大分子を開裂または断片化する非化学的および非酵素的な手段および方法の提供に見ることができる。 The technical problem underlying the present invention is therefore that of such means and methods, more particularly non-chemical and non-chemical methods of cleaving or fragmenting chain molecules and macromolecules, including those of biological origin. It can be seen to provide non-enzymatic means and methods.

この技術的問題は、特許請求の範囲の主題、ならびに以下に開示されている態様および実施形態によって解決される。 This technical problem is solved by the subject matter of the claims and the aspects and embodiments disclosed below.

より具体的には、第1の態様では、本発明は、少なくとも1個の分子中の少なくとも1個の共有結合を開裂する方法であって、前記方法が、(a)少なくとも1個の磁性体と前記少なくとも1個の分子とを衝突させること、および/または(b)前記少なくとも1個の磁性体を動かすことによって少なくとも1個の非磁性粒子と前記少なくとも1個の分子との衝突を引き起こすことを含む、方法を提供する。 More specifically, in a first aspect, the invention provides a method of cleaving at least one covalent bond in at least one molecule, said method comprising: (a) at least one magnetic substance; and/or (b) causing collision between at least one non-magnetic particle and said at least one molecule by moving said at least one magnetic body. A method is provided, comprising:

「開裂」という用語は、開始分子の断片が形成されるように共有結合を破壊することを指す。開裂は、安定した断片または中間反応種を直接的にもたらし得、これらは、存在する他の分子と反応して安定した生成物を生成する。他の分子は、水を含み得るか、またはより一般的に言えば、反応種との安定した付加物をこれらが形成される程度に形成することができる任意の分子を含み得る。「開裂」および「断片化」という用語は、本明細書では、「開裂生成物」および「断片」という用語と同等に使用される。 The term "cleavage" refers to the breaking of covalent bonds such that fragments of the starting molecule are formed. Cleavage can directly result in stable fragments or intermediate reactive species, which react with other molecules present to produce stable products. Other molecules may include water or, more generally, any molecule capable of forming stable adducts with the reactive species to the extent they are formed. The terms "cleavage" and "fragmentation" are used interchangeably herein with the terms "cleavage product" and "fragment".

開裂される共有結合は、特に限定されることはない。単結合、ならびに二重結合および三重結合が含まれ、これらはすべて、同じ種類の原子間(例えば、C-C結合)または異なる原子間(例えば、C-N結合またはC-O結合)にあり得る。巨大分子の構築ブロックを連結する官能基に生じる結合、例えば、ペプチド結合、ホスホエステルを含むエステル結合、およびグリコシド結合が好ましい。そのような好ましい結合は、一般的に、例えばC=C結合と比較してより低い結合エネルギーを有し、したがって、より少ないエネルギーを反応混合物に伝達する手法で操作する場合、本発明の方法による開裂を受けやすいと理解される。 The cleaved covalent bond is not particularly limited. Includes single bonds, and double and triple bonds, all of which are between atoms of the same type (eg, C—C bonds) or between different atoms (eg, C—N or C—O bonds) obtain. Preferred are bonds that occur in functional groups that link macromolecular building blocks, such as peptide bonds, ester bonds including phosphoester bonds, and glycosidic bonds. Such preferred bonds generally have lower bond energies compared to e.g. It is understood to be susceptible to cleavage.

以下で明らかになるように、本発明は、処理される材料に伝達されるエネルギーの量を制御することを可能にし、それによって、共有結合をそれらの結合エネルギーに応じて標的にする手段を提供する。そうは言っても、一般的に、伝達すべきエネルギーには広い範囲が存在し、それによって、前記範囲にわたって異なる種類の分子の同時開裂が生じる;実施例を参照されたい。 As will become apparent below, the present invention allows control of the amount of energy transferred to the material being processed, thereby providing a means of targeting covalent bonds according to their bond energies. do. That said, there is generally a wide range of energies to be transferred, resulting in simultaneous cleavage of different types of molecules over said range; see Examples.

所与の分子から得られる断片の数は、特に限定されることはなく、2個の断片および任意のより高い数、例えば、3個、4個、5個、6個、7個、8個、9個、10個、20個、50個、100個、200個、500個、1000個以上の断片の間で変動し得る。本発明の非酵素的および非化学的な開裂プロセスに基づいて、以前は達成可能でなかった断片化パターンを生成することができる。この文脈において、「断片化パターン」という用語は、断片化の部位と、所与の分子から得られる断片の平均サイズおよびサイズ分布との両方を指す。 The number of fragments obtained from a given molecule is not particularly limited and includes 2 fragments and any higher number such as 3, 4, 5, 6, 7, 8 , 9, 10, 20, 50, 100, 200, 500, 1000 or more fragments. Based on the non-enzymatic and non-chemical cleavage processes of the present invention, previously unattainable fragmentation patterns can be generated. In this context, the term "fragmentation pattern" refers to both the site of fragmentation and the average size and size distribution of fragments obtained from a given molecule.

得られる断片のサイズについても、これは特に限定されることはない。サイズは、好ましくは、以下にさらに開示されている方法を制御するパラメータ(周波数、アンペア数、電力、磁束密度など)によって制御され得る。例えば、前記分子と比較して小さな1個、2個、または1桁の数の部分のみが開裂される場合、断片のサイズは、1個、2個、3個、4個、5個、6個、7個、8個、9個、10個、または任意の他の2桁の数の原子から、前記分子に対してサイズが匹敵する断片までの範囲にあり得る。 The size of the obtained fragment is also not particularly limited. The size can preferably be controlled by parameters (frequency, amperage, power, flux density, etc.) that control the methods further disclosed below. For example, if only one, two, or one order of magnitude smaller parts are cleaved compared to the molecule, the size of the fragments may be 1, 2, 3, 4, 5, 6 It can range from 1, 7, 8, 9, 10, or any other double digit number of atoms to fragments comparable in size to the molecule.

「少なくとも1個の分子」という用語は、「単一分子適用」とも呼ばれる、正確にまたはおよそ1個の分子を使用する適用を包含する。個々の分子を調べるまたは取り扱う必要はないが、少数の分子を断片化する必要がある場合、1fmol~1μmolの量が「少なくとも1個の分子」という用語に包含される。巨視的な量も、例えば、1μmol~10molの範囲で包含される。後者の適用は、水、飲料、および食品の処理の分野で大規模に日常的に実施されるプロセスを含む、以下でさらに詳細に説明される好ましい実施形態の観点からも好ましい。特に、フロースルー反応器における本発明の適用の文脈では、処理すべき量に実質的に制限はなく、これは、10mol、例えば、10~1010molを十分に上回り得る。実際に、そのような連続プロセス(詳細については、以下をさらに参照)の文脈では、絶対量は、特に限定されることはない。例えば、毎時1mol~毎時10または10molまでの流量が想定される。 The term "at least one molecule" includes applications that use exactly or approximately one molecule, also called "single-molecule applications." An amount of 1 fmol to 1 μmol is encompassed by the term "at least one molecule" when there is no need to examine or deal with individual molecules, but a small number of molecules need to be fragmented. Macroscopic amounts are also included, for example in the range of 1 μmol to 10 6 mol. The latter application is also preferred in view of the preferred embodiments described in more detail below, including processes routinely practiced on a large scale in the areas of water, beverage, and food processing. Especially in the context of the application of the invention in flow-through reactors, there is practically no limit to the amount to be treated, which can be well above 10 6 mol, eg 10 7 -10 10 mol. Indeed, in the context of such continuous processes (see further below for details) the absolute amount is not particularly limited. For example, flow rates from 1 mol per hour up to 10 6 or 10 7 mol per hour are envisioned.

本発明の方法を実施する場合、開裂すべき分子に加えて、他の分子が存在する可能性があり、一般的に存在すると理解される。 It is understood that other molecules may and generally will be present in addition to the molecule to be cleaved when practicing the methods of the invention.

さらに、開裂すべき分子は、単一の分子種に属していても、または程度の差はあるが密接に関連した分子、例えば、ポリクローナル抗体のファミリーを形成していてもよい。 Furthermore, the molecules to be cleaved may belong to a single molecular species or form a family of more or less closely related molecules, eg polyclonal antibodies.

検討される分子の両方の種類の混合物(開裂すべき分子との混合物、および開裂が不要であるかまたは回避すべきである分子との混合物)が想定される。 Mixtures of both types of molecules to be considered are envisioned: mixtures with molecules that should be cleaved, and molecules for which cleavage is unnecessary or should be avoided.

「衝突する」という用語は、前記磁性体と前記分子との間の相対運動を指す。衝突は、1回より多く生じ得る。衝突は、一般的に、磁性体および分子が密接に接触することを伴うであろう。空間的に近接したそのような状況下では、動く磁性体(または動く非磁性粒子;以下を参照)間のエネルギー伝達が可能であり、結合開裂に必要なエネルギーを前記分子に付与する。 The term "collide" refers to relative motion between the magnetic material and the molecule. A collision can occur more than once. A collision will generally involve the magnetic body and the molecule coming into close contact. Under such conditions of spatial proximity, energy transfer between moving magnetic bodies (or moving non-magnetic particles; see below) is possible, imparting the necessary energy to the molecule for bond cleavage.

あるいはまたはさらに、例えば、複数の磁性体が使用される場合および/または1個以上の非磁性粒子(詳細については、以下をさらに参照)が存在する場合、所与の磁性体の運動は、分子と別の磁性体または非磁性粒子との衝突のトリガーとして作用し得る。言い換えるなら、所与の磁性体は、所与の分子と衝突し得、および/または前記分子と他の磁性体もしくは粒子との衝突を引き起こし得、いずれの種類の衝突も、前記分子の共有結合の開裂を引き起こすことができる。後者の種類の衝突は、前記磁性体の運動の「間接的」効果とも称され、第1の態様の方法の項目(b)によって定義される。選択肢(a)および(b)は、一般的に、ビーズの少なくとも1個の磁性体および少なくとも1個の非磁性粒子が存在する場合、一緒に生じるであろう。しかしながら、純粋に間接的な効果による断片化も同様に想定される。 Alternatively or additionally, for example, if multiple magnetic bodies are used and/or if one or more non-magnetic particles (see further below for details) are present, the motion of a given magnetic body is the molecular can act as a trigger for collision with another magnetic or non-magnetic particle. In other words, a given magnetic body may collide with a given molecule and/or cause collisions of said molecule with other magnetic bodies or particles, both types of collisions leading to covalent bonding of said molecule. can cause cleavage of The latter type of collision is also referred to as an "indirect" effect of the movement of said magnetic body and is defined by item (b) of the method of the first aspect. Options (a) and (b) will generally occur together when at least one magnetic and at least one non-magnetic particle of the bead is present. However, fragmentation due to purely indirect effects is also envisioned.

共有結合の開裂に加えて、本発明の方法は、ファンデルワールス相互作用、水素結合、および疎水性相互作用などの他の種類の分子内および分子間相互作用を妨害するためにも使用され得る。 In addition to cleaving covalent bonds, the methods of the invention can also be used to disrupt other types of intra- and intermolecular interactions such as van der Waals interactions, hydrogen bonding, and hydrophobic interactions. .

この方法は、単一の磁石、すなわち、一片のフェリ磁性、強磁性、または常磁性材料として実装され得る単一の磁性体を用いて実施され得る。磁性体の代替的な実装形態は、以下にさらに開示されている。 The method can be performed using a single magnet, ie, a single magnetic body that can be implemented as a piece of ferrimagnetic, ferromagnetic, or paramagnetic material. Alternative implementations of the magnetic material are further disclosed below.

前記単一の磁石または単一の磁性体の代わりに、複数の磁性体または磁石を使用してもよい。磁性体の数は、特に限定されることはないが、1桁または2桁の数の磁性体、例えば、正確に、2個、3個、4個、5個、6個、7個、8個、9個、10個、15個、20個、25個、30個、40個、または50個の磁性体または磁石が好ましい。磁性体の数は、これが明示されている程度で、限定的であると理解される。言い換えるなら、第1の態様の方法は、他の手段を含み得るが、そのような可能性は、明示的に指定されているよりも多くの磁性体が存在する選択肢には及ばない。異なる数の磁石を使用する方法の好結果の性能は、実施例で実証されている。 Multiple magnetic bodies or magnets may be used instead of said single magnet or single magnetic body. The number of magnetic bodies is not particularly limited, but the number of magnetic bodies in one or two digits, for example, exactly 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 1, 9, 10, 15, 20, 25, 30, 40 or 50 magnetic bodies or magnets are preferred. The number of magnetic bodies is understood to be limited to the extent that this is specified. In other words, the method of the first aspect may include other means, but such possibilities do not extend to the option of having more magnetic material than is explicitly specified. The successful performance of methods using different numbers of magnets is demonstrated in the examples.

磁性体および磁石については、強磁性およびフェリ磁性材料が好ましい。
したがって、磁性体および磁石は、これらの好ましい実装形態では、分析手順で一般的に使用される常磁性粒子とは区別されるべきである。さらに、常磁性粒子は、μmの範囲にあるが、本発明の磁石および磁性体は、好ましくはmm~cmのサイズ範囲にあり、より大きな容器、管、または反応器の場合、より大きくてもよい。
For magnetic bodies and magnets, ferromagnetic and ferrimagnetic materials are preferred.
Therefore, magnetic bodies and magnets, in their preferred implementations, should be distinguished from paramagnetic particles commonly used in analytical procedures. Furthermore, while paramagnetic particles are in the μm range, the magnets and magnetic bodies of the present invention are preferably in the mm to cm size range, and even larger for larger vessels, tubes, or reactors. good.

通常、本発明の方法は、定義された空間、例えば、反応器内で実践される。前記空間はまた、前記少なくとも1個の分子が溶液または懸濁液中にある場合に限り、溶液または懸濁液の総体積によって定義され得る。 Generally, the method of the invention is practiced within a defined space, such as a reactor. Said space may also be defined by the total volume of a solution or suspension only if said at least one molecule is in solution or suspension.

そのような状況下では、磁性体の数はまた、それらの総体積に関して間接的に定義され得る。好ましくは、すべての磁性体によって占有されている前記総体積は合わせて、反応器の体積、溶液の体積、または懸濁液の体積の0.01%~98%の間、より好ましくは0.1%~75%、0.1%~50%、0.1%~40%、0.1%~30%、0.1%~20%、または0.1%~10%の間である。 Under such circumstances, the number of magnetic bodies can also be indirectly defined in terms of their total volume. Preferably, said total volume occupied by all magnetic bodies together is between 0.01% and 98% of the reactor volume, solution volume or suspension volume, more preferably 0.01% to 98%. is between 1% and 75%, 0.1% and 50%, 0.1% and 40%, 0.1% and 30%, 0.1% and 20%, or 0.1% and 10% .

開裂すべき分子の構造および起源は、限定されることはない。生物学的起源の巨大分子が好ましい;詳細については、以下を参照されたい。実施例は、選択されたパラメータ設定による方法によって異なる種類の分子の開裂が可能になることと、さらに、それぞれの変更されたパラメータ設定で異なる種類の分子の開裂を依然として提供しながら前記パラメータ設定が変更可能であることとを実証している。 The structure and origin of the molecules to be cleaved are not limited. Macromolecules of biological origin are preferred; see below for details. Embodiments demonstrate that the method according to selected parameter settings allows cleavage of different types of molecules, and that said parameter settings are capable of cleaving different types of molecules while still providing cleavage of different types of molecules at each altered parameter setting. It proves that change is possible.

本発明者等は、驚くべきことに、急速に動く磁石が巨大分子の断片化を引き起こすことができることを発見した。留意すべきは、そのような断片化が、所与の巨大分子を開裂すると知られている確立された化学物質または生物学的物質が存在しないときに生じることである。この予想外の可能性は、本明細書では「磁気誘導開裂」、またはタンパク質に適用される場合は「磁気誘導タンパク質分解」とも称される。 The inventors have surprisingly discovered that rapidly moving magnets can cause fragmentation of macromolecules. It should be noted that such fragmentation occurs when there is no established chemical or biological agent known to cleave a given macromolecule. This unexpected possibility is also referred to herein as "magnetic-induced cleavage" or "magnetic-induced proteolysis" when applied to proteins.

この前例のない発見は、本発明の好ましい実施形態を構成し、かつ以下でさらにより詳細に説明される一連の用途への道を開く。これらの用途に共通しているのは、技術的に確立されたプロセスの重大な欠陥が克服されていることである。さらに説明すると、現在までのところ、第1の生体分子に由来する望ましくない活性は、多くの場合、望ましくない活性を含む反応混合物に生物学的起源のさらなる分子を添加することによって減少または消失させられている。生物学的起源、例えば酵素のそのようなさらなる分子は、第1の生物学的分子を開裂することまたはその開裂を触媒することによって望ましくない活性を減少または消失させる有利な特性を有するが、これはまた、得られる生成物の最終的に不所望な汚染物質を提示する可能性がある。これは、多くの酵素が、それらの製造方法を理由に100%純粋ではなく、有害または免疫原性特性を有し得る構成要素をさらに含むという事実によって悪化する。 This unprecedented discovery constitutes a preferred embodiment of the present invention and paves the way for a range of applications that are described in greater detail below. What these applications have in common is that they overcome serious deficiencies of the technologically established processes. To further illustrate, to date, undesirable activity derived from a first biomolecule is often reduced or eliminated by adding an additional molecule of biological origin to the reaction mixture containing the undesirable activity. It is Although such additional molecules of biological origin, e.g. enzymes, have the advantageous property of cleaving or catalyzing the cleavage of the first biological molecule, reducing or eliminating undesired activity, this can also present undesirable contaminants in the final product obtained. This is exacerbated by the fact that many enzymes are not 100% pure because of their method of manufacture and further contain components that can have deleterious or immunogenic properties.

さらに、酵素の製造は、一般的に、かなりの費用を伴う複雑なプロセスである。
本発明は、望ましくない分子または活性の除去または不活化に限定されることはない。開裂の生成物に焦点が当てられている用途、例えば、得られた断片または断片のうちの1つが、活性剤(この用語は、薬物に限定されることはない)、医薬品、診断の観点または分析目的で対象の化合物である用途もある。
Moreover, the production of enzymes is generally a complex process with considerable costs.
The present invention is not limited to the removal or inactivation of unwanted molecules or activities. Applications focused on the products of cleavage, e.g., if the resulting fragment or one of the fragments is used as an active agent (this term is not limited to drugs), pharmaceuticals, from a diagnostic point of view or Some applications are compounds of interest for analytical purposes.

本発明の方法はそれぞれ、これらの欠陥を克服するか、またはそのような必要性に対処する。巨大分子を開裂するための化学物質または生物学的物質についての要件はもはやない。この方法は、実装が簡単である。その目的のための例示的または好ましい機器、デバイス、およびキットも本発明の対象であり、以下でさらに説明される。例示的には、この方法は、核酸を断片化する目的で適用された;実施例1を参照されたい。タンパク質への適用も実施例で同様に実証されている。 The methods of the present invention each overcome these deficiencies or address such needs. There is no longer a requirement for chemical or biological agents to cleave macromolecules. This method is easy to implement. Exemplary or preferred instruments, devices and kits for that purpose are also subject of the invention and are further described below. Illustratively, this method was applied for the purpose of fragmenting nucleic acids; see Example 1. Application to proteins is similarly demonstrated in the examples.

好ましい実施形態では、前記少なくとも1個の磁性体は、変動運動または振動運動を実施する。 In a preferred embodiment, said at least one magnetic body performs a fluctuating or oscillatory motion.

例えば、磁性体は、上下左右に動き、この運動は、規則的または反復的な成分を有していてもよいが、そうである必要はなく、空間方向は、特に限定されることはない。また、磁性体は、通常は並進運動に加えて、1つ以上の軸を中心に回転し得る。想定される種類の運動のより正確な説明については、以下をさらに参照されたい。反応器、すなわち、入れ物、エンクロージャ、または容器が使用される限り、磁性体は、前記反応器の壁にぶつかっても、または繰り返しぶつかってもよいが、そうである必要はない。したがって、磁性体は、常に運動しているが(本発明の方法の特定の実装形態によって特に指定されない場合、例えば、断続的な運動)、そのような運動は、一般的に有向運動ではない。また、前記運動は、おそらく不規則であるにもかかわらず、一般的に、言及されたエンクロージャまたは入れ物内に位置する平均位置を中心としており、磁性体は、反応器から離れない。磁性体の運動には、一般的に、1つ以上の並進成分があり、前記平均位置は、前記反応器の中央のどこかにあり得る。したがって、この運動は、マグネチックスターラーによって実施される運動(回転)とは異なり、磁石の平均位置は、混合または撹拌すべき液体を含む容器の底部またはその近くにある。 For example, the magnetic body moves up, down, left, and right, and this motion may have regular or repetitive components, but it need not be so, and the spatial direction is not particularly limited. Magnetic bodies can also rotate about one or more axes, usually in addition to translational motion. See further below for a more precise description of the types of movement envisioned. As long as a reactor, ie container, enclosure, or container is used, the magnetic material may, but need not, hit or repeatedly hit the walls of said reactor. Thus, although the magnetic body is constantly in motion (e.g., intermittent motion unless otherwise specified by a particular implementation of the method of the invention), such motion is generally not directed motion. . Also, although said motion may be random, it is generally centered around a mean position located within the mentioned enclosure or receptacle, and the magnetic body does not leave the reactor. Movement of magnetic bodies generally has one or more translational components, and the average position can be anywhere in the middle of the reactor. This movement is therefore different from the movement (rotation) performed by a magnetic stirrer, where the average position of the magnet is at or near the bottom of the vessel containing the liquid to be mixed or stirred.

「振動」という用語は、規則的な運動を示すが、「変動」という用語は、より広く、不規則な運動も包含する。その点では、特に優先はない。実際には、多くの場合、磁石が、開裂すべき分子と衝突するのみならず、磁性体および分子を収容するために使用される反応器またはエンクロージャの少なくとも1つの壁とも衝突することを考慮すると、不規則な運動がより頻繁に生じる。いずれの場合も、複数の分子またはその巨視的な量を本発明の方法によって処理すべきである限り、磁性体が、一般的に繰り返しで前記巨大分子と、また開裂すべきすべてまたは実質的にすべての分子と繰り返しで接触することがこの運動によって確実になる。上述のように、前記磁性体の運動はまた、前記分子とさらなる磁性体および/または非磁性粒子との衝突を、それらが存在する程度に引き起こし得る。そのような場合、共有結合に対する所与の磁性体の作用は、前記所与の磁性体と分子との間の「直接的な」衝突とは対照的に、「間接的」と呼ぶこともできる。重要なのは、そのような間接的な作用が、開裂を引き起こすのに十分であり、すなわち、磁性体と分子との間の衝突が必要ないことである。 The term "vibration" indicates regular motion, but the term "fluctuation" is broader and encompasses irregular motion as well. In that respect, there is no particular priority. Considering that in practice the magnet often collides not only with the molecule to be cleaved, but also with at least one wall of the reactor or enclosure used to house the magnetic material and the molecule. , irregular movements occur more frequently. In any case, so long as a plurality of molecules or macroscopic amounts thereof are to be treated by the method of the invention, the magnetic material is generally repeatedly repetitively associated with said macromolecules and all or substantially all to be cleaved. This motion ensures repeated contact with all molecules. As mentioned above, the movement of the magnetic material may also cause collisions of the molecules with further magnetic and/or non-magnetic particles to the extent they exist. In such cases, the action of a given magnetic body on covalent binding can also be referred to as 'indirect', as opposed to a 'direct' collision between said given magnetic body and the molecule. . Importantly, such indirect action is sufficient to cause cleavage, ie collisions between the magnetic body and the molecule are not required.

言い換えるなら、関連する態様では、本発明は、少なくとも1個の分子中の少なくとも1個の共有結合を開裂する方法であって、前記方法が、非磁性ビーズの存在下で該少なくとも1個の分子に対して少なくとも1個の磁性体を動かすことを含む、方法を提供する。 In other words, in a related aspect, the invention is a method of cleaving at least one covalent bond in at least one molecule, said method comprising: A method is provided comprising moving at least one magnetic body relative to.

非磁性ビーズの好ましい実施形態については、以下をさらに参照されたい。前記非磁性ビーズのサイズは、開裂すべき分子の質量と前記少なくとも1個の磁性体の質量との間であり得る。 See further below for preferred embodiments of non-magnetic beads. The size of said non-magnetic beads may be between the mass of the molecule to be cleaved and the mass of said at least one magnetic entity.

非磁性ビーズの存在下での前記分子に対する前記磁性体の前記相対運動は、前記分子と前記非磁性粒子との間の衝突を引き起こすと理解される。当然のことながら、前記磁性体と前記分子との間の衝突、すなわち「直接的な衝突」もそのような設定で生じ得るが、その点では要件はない。 It is understood that said relative motion of said magnetic body to said molecule in the presence of non-magnetic beads causes collisions between said molecules and said non-magnetic particles. Of course, collisions between the magnetic material and the molecules, ie "direct collisions" can also occur in such a setting, but there is no requirement in that regard.

好ましくは、前記少なくとも1個の磁性体は、変動運動または振動運動を実施する。
本発明の先の開示されている態様のいずれかの好ましい実施形態では、前記運動は、変動磁場または振動磁場によって引き起こされる。
Preferably, said at least one magnetic body performs a oscillating motion or an oscillating motion.
In preferred embodiments of any of the previous disclosed aspects of the invention, said motion is caused by a varying or oscillating magnetic field.

磁場は、磁石の位置および/または運動を制御する一般的な手段である。本発明によると、磁性体が動くことが考慮されるため、この好ましい実施形態では、変動磁場または振動磁場が使用される。そのような磁場はいずれも有用であり得る。 Magnetic fields are a common means of controlling the position and/or motion of magnets. Since according to the invention it is taken into account that the magnetic body moves, in this preferred embodiment a varying or oscillating magnetic field is used. Any such magnetic field may be useful.

前記磁場が電流によって生成されることが好ましい。電場および磁場が相互に関連していること、特に、電流が磁場を生成することは十分に確立されている。結果として、電流を制御することは、それによって生成される磁場を制御する手段である。 Preferably, said magnetic field is generated by an electric current. It is well established that electric and magnetic fields are interrelated, and in particular that electric currents produce magnetic fields. As a result, controlling the current is a means of controlling the magnetic field produced thereby.

あるいはまたはさらに、前記磁場は、外部磁石によってそれぞれ生成または変調され得る。「外部」という用語は、そのような磁石が前記反応器内に位置していないことを意味する。外部磁石は、永久磁石であり得る。外部磁石を使用する場合、前記磁性体の変動運動または振動運動は、前記磁性体に対する前記外部磁石の対応する動きによって引き起こされる。 Alternatively or additionally, said magnetic field may be generated or modulated by an external magnet, respectively. The term "external" means that such magnets are not located within the reactor. The external magnet can be a permanent magnet. When using an external magnet, the fluctuating or oscillatory movement of the magnetic body is caused by a corresponding movement of the external magnet relative to the magnetic body.

好ましい実施形態では、該磁場は、電磁石によって生成される。本明細書で使用される場合、「電磁石」という用語は、その最も単純な実装形態では、使用時に電流が流れる導電体の部分を包含する。磁場をより良好に制御するために、またはより強い磁場を生成する目的のために、電磁石の特定の実装形態が想定され、これらは、以下でさらに開示されている好ましい実施形態の対象である。 In preferred embodiments, the magnetic field is generated by an electromagnet. As used herein, the term "electromagnet", in its simplest implementation, encompasses that portion of an electrical conductor through which current flows when in use. For the purposes of better controlling the magnetic field or generating stronger magnetic fields, certain implementations of electromagnets are envisaged and are the subject of preferred embodiments disclosed further below.

好ましい実施形態では、前記電流は、変動または振動する。この挙動は、一般的な「波」とも称され得る。電流の量は、アンペア数として知られている。電流の時間プロファイルは、本明細書では、「波形」とも称される。 In preferred embodiments, the current fluctuates or oscillates. This behavior may also be referred to as a general "wave". The amount of current is known as the amperage. The current temporal profile is also referred to herein as a "waveform".

好ましい実施形態では、時間の関数としての前記電流のアンペア数は、(i)矩形関数、(ii)正弦関数、(iii)三角関数、(iv)鋸歯状関数、または(v)(i)~(iv)のいずれか1つの組み合わせもしくはコンボリューション(convolution)である。 In preferred embodiments, the amperage of said current as a function of time is (i) a rectangular function, (ii) a sine function, (iii) a trigonometric function, (iv) a sawtooth function, or (v) (i) to A combination or convolution of any one of (iv).

電流が振動または変動することを考慮すると、これはまた、パターン(i)~(v)にも当てはまり、すなわち、前記矩形関数および前記三角関数は、実際には、矩形関数および三角関数を繰り返している。「パターン」という用語は、所与の基本事象が少なくとも1回繰り返される一連の事象を示す。より広い意味合いでは、繰り返しは、正確な繰り返しである必要はなく、時間グラフにおける矩形などの長さは、変化し得る(これは事実上、周波数、好ましい周波数、および以下でさらに明示されている周波数の好ましい時間依存性の変化に相当する)。 Considering that the current oscillates or fluctuates, this also applies to patterns (i)-(v), ie said rectangular and trigonometric functions are in fact repeating rectangular and trigonometric functions. there is The term "pattern" denotes a series of events in which a given basic event is repeated at least once. In a broader sense, the repetitions need not be exact repetitions, the length of rectangles etc. in the time graph may vary (this effectively means the frequency, preferred frequency, and frequency corresponding to the preferred time-dependent change of ).

すべての実施形態(i)~(v)は、本明細書では、「交流」とも称される。
特に好ましいのは、前記矩形関数(矩形波または方形波と称される)、より具体的には、繰り返し矩形関数のパターンである。本発明者等は、驚くべきことに、このパターンが磁性体の特に激しい運動を引き起こし、そのような激しい運動が開裂に関して特に効率的であることを見出した。前記矩形関数において、高電流および低電流(またはオフの電流)の時間間隔は、同じであっても、または異なっていてもよい。そうは言っても、開裂は、電流の複数の他の時間プロファイル(波形)についても実証されている;実施例6を参照されたい。
All embodiments (i)-(v) are also referred to herein as "alternating".
Especially preferred are said rectangular functions (called rectangular waves or square waves), more particularly patterns of repeating rectangular functions. The inventors have surprisingly found that this pattern causes a particularly vigorous motion of the magnetic material, and such vigorous motion is particularly efficient with respect to cleavage. In said rectangular function, the time intervals of high current and low current (or off current) may be the same or different. That said, cleavage has also been demonstrated for several other temporal profiles of current; see Example 6.

前記時間間隔の長さを制御する手段は、当業者に知られており、例えば、これらは、パルス幅変調(PWM)と称される。留意すべきは、反応混合物に伝達されるエネルギーが、電流の周波数および振幅によって支配されるのみならず、前記時間間隔の相対的持続時間によっても支配されることである。 Means for controlling the length of said time intervals are known to those skilled in the art, for example these are referred to as Pulse Width Modulation (PWM). It should be noted that the energy transferred to the reaction mixture is governed not only by the frequency and amplitude of the current, but also by the relative duration of said time intervals.

第1の態様の方法のさらなる好ましい実施形態では、前記衝突は、少なくとも1個の共有結合を開裂するのに十分な量のエネルギーを前記分子に伝達する。衝突がある物体から別の物体にエネルギーを伝達する手段であることは十分に確立されている。受容体によって受け取られたエネルギーは、前記物体(ここでは分子)の内部エネルギーに変換され、その断片化を引き起こし得る。 In a further preferred embodiment of the method of the first aspect, said collision transfers an amount of energy to said molecule sufficient to cleave at least one covalent bond. It is well established that collisions are a means of transferring energy from one object to another. The energy received by the receptor can be converted into internal energy of said body (here a molecule) causing its fragmentation.

共有結合に含まれるエネルギーは知られており、これらのエネルギーは、特に触媒がない場合、開裂に必要なエネルギーも定義する。ほとんどの共有結合エネルギーは、100~1200kJ/molの範囲にあり、例えば、Chemistry:Atoms First 2e,ISBN 978-1-947172-63-0を参照されたい。共有結合エネルギーのいくつかの例を挙げると、345kJ/molの結合エネルギーとしてのC-C結合、290kJ/molのC-N結合、および350kJ/molのC-O結合がある。 The energies involved in covalent bonds are known, and these energies also define the energies required for cleavage, especially in the absence of a catalyst. Most covalent bond energies are in the range of 100-1200 kJ/mol, see for example Chemistry: Atoms First 2e, ISBN 978-1-947172-63-0. Some examples of covalent bond energies are C—C bonds with bond energies of 345 kJ/mol, C—N bonds of 290 kJ/mol, and C—O bonds of 350 kJ/mol.

先に開示されている好ましい実施形態は、選択された特定の実装形態の全体的な結果を明示する手段である。開裂すべき分子に伝達されるエネルギーは、前記分子内の少なくとも1個の共有結合が解離に必要な量のエネルギーを受け取るようなものでなければならない。 The preferred embodiments disclosed above are a means of demonstrating the overall results of the particular implementations chosen. The energy transferred to the molecule to be cleaved must be such that at least one covalent bond within said molecule receives the amount of energy necessary for dissociation.

概算として、磁性体によって共有結合に伝達されるエネルギーの量は、磁場によって磁性体に伝達されるエネルギー以下である。単位体積当たりの磁場のエネルギーは、Emag=1/2B/μによって定義され、Bおよびμの定義については、以下をさらに参照されたい。Emagはまた、磁場を発生させる電流のエネルギー以下である。後者のエネルギーは、Ecurr=UItとして推定することができ、Uは、電圧であり、Iは、磁場を生成する電流のアンペア数であり、tは、電流が流れる時間である。言い換えるなら、B、U、I、およびtのうちのいずれかを制御することは、磁性体によって共有結合に伝達されるエネルギーの量を制御する手段である。 As a rough estimate, the amount of energy transferred to a covalent bond by a magnetic body is less than or equal to the energy transferred to the magnetic body by a magnetic field. The energy of the magnetic field per unit volume is defined by E mag =1/2B 20 , see further below for definitions of B and μ 0 . E mag is also less than or equal to the energy of the current generating the magnetic field. The energy of the latter can be estimated as E curr =UIt, where U is the voltage, I is the amperage of the current generating the magnetic field, and t is the time the current flows. In other words, controlling any of B, U, I, and t is a means of controlling the amount of energy transferred to covalent bonds by the magnetic material.

そうは言っても、第1の態様の方法の詳細な実装形態を明示する他の手段がある。これは、より直接的に制御または測定可能な複数のパラメータのうちの1つ以上を明示することを含む。これらのパラメータは、電流の周波数およびアンペア数を含み、さらに、反応器およびコイルの寸法を、それらが使用される場合に限り含み得る。また、磁場の強度、好ましくは磁性体の部位における磁場の強度は、実装形態の詳細を定量的に明示する手段である。これらすべての場合において、先の要件(結合を開裂するのに十分なエネルギーの伝達)が満たされることを確実にするパラメータ値またはパラメータ値の組み合わせが好ましい。以下に、言及されたパラメータの好ましい範囲が明示されている。 That said, there are other means of specifying a detailed implementation of the method of the first aspect. This involves specifying one or more of the parameters that can be controlled or measured more directly. These parameters include the frequency and amperage of the current, and may also include the dimensions of the reactor and coils, as long as they are used. Also, the strength of the magnetic field, preferably at the location of the magnetic material, is a means of quantitatively specifying implementation details. In all these cases, a parameter value or combination of parameter values that ensures that the previous requirement (transfer of sufficient energy to cleave the bond) is met is preferred. Below, preferred ranges for the parameters mentioned are specified.

好ましい実施形態では、前記電流は、所与の周波数、好ましくは0.1Hz~20MHz、より好ましくは10Hz~2kHz、さらにより好ましくは50~500Hzまたは90~300Hzまたは100~200Hzの周波数で変動または振動する。例示的または好ましい周波数は、70、120、130、160、および240Hzも含む。したがって、さらなる好ましい範囲は、70~240Hzである。これらの手段は、正弦波電流のみならず、例えば、繰り返し矩形パターンを含む本明細書で明示されているすべての電流プロファイルにも適用されると理解される。周波数という用語は、変動に、すなわち、規則的ではない時間依存性挙動(例えば、本明細書では「振動」とも称される規則的な時間挙動)にも適用することができ、変動の時間スケールを特徴付ける手段である。そのような場合、「周波数」という用語は、変動の平均周波数を指すと理解される。 In a preferred embodiment, said current fluctuates or oscillates at a given frequency, preferably between 0.1 Hz and 20 MHz, more preferably between 10 Hz and 2 kHz, even more preferably between 50 and 500 Hz or between 90 and 300 Hz or between 100 and 200 Hz. do. Exemplary or preferred frequencies also include 70, 120, 130, 160, and 240 Hz. A further preferred range is therefore 70-240 Hz. It is understood that these measures apply not only to sinusoidal currents, but also to all current profiles specified herein including, for example, repeating rectangular patterns. The term frequency can also be applied to fluctuations, i.e. to non-regular time-dependent behavior (e.g. regular time behavior, also referred to herein as "oscillation"), where the time scale of fluctuations is a means of characterizing In such cases, the term "frequency" is understood to refer to the average frequency of variation.

本明細書に含まれる実施例は、本発明の方法がある範囲の周波数にわたって機能することを実証している。 The examples included herein demonstrate that the method of the invention works over a range of frequencies.

少なくとも、1桁~2桁のmL範囲の容量を有する反応器の場合、および標準的な96ウェルプレートのウェルの場合、80~300Hzのより低い周波数が特に良好に機能し、その一方で、約1000Hzなどのかなりより高い周波数は、磁性体の振動を誘発するが、反応器の容量のかなりの部分をカバーする全範囲の運動を引き起こさない可能性があることが分かる。これは、より高い周波数が有益ではないという意味ではない。また、これらの周波数は、より低い周波数と組み合わせて使用してもよい(以下を参照)。 At least for reactors with volumes in the single to double order of mL range, and for the wells of a standard 96-well plate, lower frequencies of 80-300 Hz work particularly well, while about It can be seen that significantly higher frequencies, such as 1000 Hz, induce vibration of the magnetic material, but may not cause a full range of motion covering a significant portion of the reactor volume. This does not mean that higher frequencies are not beneficial. These frequencies may also be used in combination with lower frequencies (see below).

より一般的に言うなら、好ましい周波数範囲は、磁性体が振動または回転するのみならず、本発明の方法で処理すべき材料の体積全体または実質的に体積全体を探る並進運動を実施することを確実にする範囲である。反応器を利用し、処理すべき材料が溶液または懸濁液中にある実装形態では、前記体積は、前記反応器に含まれる前記溶液または懸濁液の総体積である。言い換えるなら、1桁~2桁のmL範囲の容量を有する反応器および96ウェルプレートに関する指示が先に与えられているが、周波数範囲は、かなりより小さな容量、かなりより大きな容量、または特別な形状を有する反応器への適合が必要であり得る。例を挙げるなら、高密度マイクロタイタープレート(例えば、1536ウェルプレート)のウェルなどのより小さな容量の場合、約1kHzなどのより高い周波数では、より低い周波数でより大きな容器において見られる運動に匹敵する磁性体の運動が生じることが予想される。いずれの場合も、当業者は、本明細書で与えられた指示があれば、前記少なくとも1個の磁性体の運動を制御するパラメータを簡単な手法で探り最適化することができる。以下でさらに説明されるように、並進運動を、好ましくは回転に加えて実施する磁性体が好ましい。 In more general terms, the preferred frequency range is that the magnetic body not only oscillates or rotates, but also performs a translational movement that explores the entire volume or substantially the entire volume of the material to be treated in the method of the invention. It is the range to be sure. In implementations that utilize a reactor and the material to be processed is in solution or suspension, the volume is the total volume of the solution or suspension contained in the reactor. In other words, although the instructions are given above for reactors and 96-well plates with volumes in the single to double mL range, the frequency range may vary with much smaller volumes, much larger volumes, or special geometries. may be necessary to adapt to reactors with By way of example, for smaller volumes such as the wells of a high-density microtiter plate (e.g., a 1536-well plate), higher frequencies, such as about 1 kHz, are comparable to the motion seen in larger vessels at lower frequencies. It is expected that the motion of the magnetic material will occur. In either case, the person skilled in the art, with the guidance given herein, can explore and optimize the parameters controlling the motion of said at least one magnetic body in a straightforward manner. Magnetic bodies that perform translational motion, preferably in addition to rotation, are preferred, as described further below.

さらなる好ましい実施形態では、前記方法は、前記磁性体の温度を上げることを含む。これは、前記磁性体の運動を引き起こす磁場の使用にある程度固有の効果である。これは、誘導加熱としても知られている。温度の上昇は、磁性体の表面で主に生じ得るか(当技術分野では「スキニング」とも称される)、または磁性体全体に影響を与え得る。周波数(好ましい範囲については、先を参照)は、温度が上昇する程度および/またはこれが磁性体において主に生じる程度を制御する手段である。一例を挙げるなら、磁性体の表面の加熱が所望される場合、10kHz~20kHzの範囲の周波数が好ましい。この周波数範囲は、好ましくは、断片化に好ましい周波数に加えて適用される。 In a further preferred embodiment said method comprises increasing the temperature of said magnetic body. This is to some extent an effect inherent in the use of magnetic fields to induce motion of the magnetic bodies. This is also known as induction heating. The increase in temperature can occur primarily at the surface of the magnetic material (also referred to in the art as "skinning") or can affect the entire magnetic material. Frequency (see above for preferred ranges) is a means of controlling the extent to which the temperature rises and/or the extent to which this occurs predominantly in magnetic bodies. By way of example, if heating of the surface of a magnetic material is desired, frequencies in the range of 10 kHz to 20 kHz are preferred. This frequency range is preferably applied in addition to the frequencies preferred for fragmentation.

好ましい実施形態では、前記周波数は、前記方法が実施されている間中ずっと一定に保たれる。 In a preferred embodiment, said frequency is kept constant throughout the duration of said method.

別の好ましい実施形態では、前記周波数は、時間の関数として変化する。
さらなる好ましい実施形態では、1つより多くの周波数が、所与の時点で適用される。そのような場合、そのような複数の周波数の各周波数は、先に与えられている好ましい間隔のうちのいずれかから選択され得る。周波数が2つである場合に特に好ましいのは、第1の周波数が50Hz~500Hzの間にあり、第2の周波数が80Hz~20MHzの間にあることである。言い換えるなら、この好ましい実施形態は、複数の周波数の重ね合わせをもたらす。第1の周波数についてのさらなる好ましい範囲は、先に開示されている範囲である。第2の周波数についての好ましい範囲は、100Hz~100kHz、100Hz~10kHz、100Hz~5kHz、例えば、100Hz~1kHzである。
In another preferred embodiment, said frequency varies as a function of time.
In a further preferred embodiment more than one frequency is applied at a given time. In such cases, each frequency of such multiple frequencies may be selected from any of the preferred intervals given above. Particularly preferred in the case of two frequencies, the first frequency is between 50 Hz and 500 Hz and the second frequency is between 80 Hz and 20 MHz. In other words, this preferred embodiment provides superposition of multiple frequencies. Further preferred ranges for the first frequency are those previously disclosed. Preferred ranges for the second frequency are 100 Hz to 100 kHz, 100 Hz to 10 kHz, 100 Hz to 5 kHz, such as 100 Hz to 1 kHz.

1つより多くの周波数は、2個、3個、4個、5個、6個、7個、8個、9個、および10個の異なる周波数を含む。そのような複数の周波数は、単一の周波数の代わりに全体に適用することができ、このことは、それらが方法の実施全体にわたって適用されることを意味する。また、複数の周波数または異なる複数の周波数をより長い期間内において異なる時間間隔で適用してもよい。該より長い期間内において、かつ1つより多くの周波数が適用される時間間隔に加えて、1個以上、例えば、2個、3個、4個、5個、6個、7個、8個、9個、または10個の時間間隔があってもよく、その際、1つの周波数のみが適用される。 More than one frequency includes 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 and 10 different frequencies. Such multiple frequencies may be applied throughout instead of a single frequency, meaning that they are applied throughout the implementation of the method. Also, multiple frequencies or different frequencies may be applied at different time intervals within a longer period of time. Within the longer period of time and in addition to the time intervals in which more than one frequency is applied, one or more, for example 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 , 9 or 10 time intervals, where only one frequency is applied.

本発明者等は、驚くべきことに、1つより多くの周波数が適用されるレジームが、収量に関してより優れた性能を発揮することを見出した。「収量」は、方法の開始時の(断片化されていない)分子の総数と比較した断片化されている分子の相対量を示す。 The inventors have surprisingly found that regimes in which more than one frequency is applied perform better in terms of yield. "Yield" indicates the relative amount of fragmented molecules compared to the total number of (non-fragmented) molecules at the start of the method.

さらなる好ましい実施形態では、前記周波数は、1つより多くの周波数が適用される場合は複数の周波数は、経時的に一定ではなく、好ましくは、2つ以上の周波数の間で、好ましくは周期的に切り替えられるか、または徐々に変化させられる。 In a further preferred embodiment, said frequencies are not constant over time, if more than one frequency is applied, preferably between two or more frequencies, preferably periodically. is switched to or gradually changed to

例示的なレジームは、(120Hz~1000Hz)、(200Hz~1000Hz)、または(100Hz~800Hz)であり、式中、nは、整数、例えば、2~1000の間、例えば、10~100の間の整数であり、括弧内の周波数パターンが繰り返される回数を明示している。 Exemplary regimes are (120 Hz-1000 Hz) n , (200 Hz-1000 Hz) n , or (100 Hz-800 Hz) n , where n is an integer, such as between 2 and 1000, such as between 10 and 1000. An integer between 100 and specifying the number of times the frequency pattern in brackets is repeated.

一定の周波数および/または一定のアンペア数での時間間隔の持続時間は、特に限定されることはない。1秒~1日、例えば、1分~1時間の時間間隔が想定される。 The duration of the time interval at constant frequency and/or constant amperage is not particularly limited. Time intervals of 1 second to 1 day, eg 1 minute to 1 hour are envisioned.

さらなる好ましい実施形態では、前記電流は、(a)20mA~100Aの間、好ましくは0.1~20Aの間のアンペア数Iを有し、(b)前記磁石を、0.02~10A/mの間、好ましくは10~10A/mの間の磁場強度に曝し、および/または(c)1秒~1週間、例えば、1分~24時間、10分~5時間、または15分~4時間の期間tにわたって印加される。先の範囲に関連して同様に下限および上限を定義する例示的または好ましい値は、30分、1時間、および2時間を含む。 In a further preferred embodiment, said current (a) has an amperage I between 20 mA and 100 A, preferably between 0.1 and 20 A; /m, preferably between 10 and 10 6 A/m, and/or (c) 1 second to 1 week, such as 1 minute to 24 hours, 10 minutes to 5 hours, or 15 It is applied for a period of time t from minutes to 4 hours. Exemplary or preferred values that similarly define the lower and upper limits in relation to the ranges above include 30 minutes, 1 hour, and 2 hours.

本発明の方法は、ある範囲の期間にわたって例示されている;以下の実施例を参照されたい。 The method of the invention has been exemplified over a range of time periods; see the examples below.

先に開示されているように、時間の関数としてのアンペア数は、本明細書に開示されている周波数によって支配される時間スケールで変動し、変動の時間スケールで一定のアンペア数は存在しないことに留意されたい。しかしながら、実践的な目的のために、かつ電気力学における慣習に沿って、交流電流は、その平均アンペア数の観点で定量化することができる。先の値は、その意味合いでの平均アンペア数である。留意すべきは、平均が、好ましくは変動の時間スケールにわたることである。すなわち、断続電流が使用されている限り、電流がオンのときは、好ましくは先に明示されている範囲内の平均アンペア数になり、電流がオフのときは、ゼロアンペア数になる。 As previously disclosed, the amperage as a function of time fluctuates on a time scale governed by the frequencies disclosed herein, and that there is no constant amperage on the time scale of fluctuation. Please note. However, for practical purposes and in line with convention in electrodynamics, alternating current can be quantified in terms of its average amperage. The preceding values are average amperages in that sense. Note that the average preferably spans a timescale of variation. That is, so long as intermittent current is used, the average amperage is preferably within the ranges specified above when the current is on, and zero amperage when the current is off.

磁場強度Hは、電界の強さを決定し、1メートル当たりのAで測定される。Hは、磁束密度Bと区別する必要があり、この磁束密度Bは、電流の磁場を強化するためにコアが使用される設定において特に関連する;以下を参照されたい。 Magnetic field strength H determines the strength of the electric field and is measured in A per meter. H should be distinguished from the flux density B, which is particularly relevant in settings where the core is used to enhance the magnetic field of the current; see below.

好ましい実施形態では、変動または振動の振幅は、(a)一定であるか、または(b)好ましくは前記変動もしくは振動の時間スケールよりも遅い時間スケールで経時的に変化する。 In preferred embodiments, the amplitude of the fluctuations or oscillations is (a) constant or (b) varies over time, preferably on a slower timescale than the timescale of said fluctuations or oscillations.

この実施形態は、前記電流の運動の振幅に関連する。電流の振動または変動の振幅は、アンペア数によって支配される。 This embodiment relates to the amplitude of motion of said current. The amplitude of the current oscillations or fluctuations is governed by the amperage.

さらなる好ましい実施形態では、前記電流は断続的であり、および/または前記アンペア数は、経時的に、好ましくは周期的に変化する。この経時的な変化は、一般的に、交流電流の周波数によって定義される時間スケールよりも遅い時間スケールにある。言い換えるなら、この実施形態の意味合いで交流電流が経時的に変化する場合、電流の時間依存性は、2つのパターンまたは波の重ね合わせである:交流電流に固有の一般的に速い変動、および一般的により遅い変化。 In a further preferred embodiment said current is intermittent and/or said amperage changes over time, preferably periodically. This change over time is generally on a slower timescale than that defined by the frequency of the alternating current. In other words, if the alternating current is time-varying in the sense of this embodiment, the time dependence of the current is the superposition of two patterns or waves: the typically fast fluctuations inherent in alternating current, and the general Slower changes than normal.

例示的な断続的なパターンは、オン(1分)-オフ(1分)の配列の繰り返しである。他の好ましい時間間隔は、先に与えられている。断続的なパターンの利点によって、特に反応器の内容物の加熱が観察される場合に、温度を一定または実質的に一定に保つことが可能になる。 An exemplary intermittent pattern is a repeating on (1 minute)-off (1 minute) sequence. Other preferred time intervals are given above. The advantage of the intermittent pattern allows the temperature to be kept constant or substantially constant, especially when heating of the reactor contents is observed.

さらなる好ましい実施形態では、0~1000W、好ましくは1~200Wの電力が印加される。 In a further preferred embodiment a power of 0-1000W, preferably 1-200W is applied.

さらなる好ましい実施形態では、電流は、電源によって供給される。好ましくは、電源は、約0~240V、例えば、1~75Vの範囲の電位または電圧Uを有する。これらの値は、印加される平均電圧を指す。 In a further preferred embodiment the current is supplied by a power supply. Preferably, the power supply has a potential or voltage U in the range of about 0-240V, eg 1-75V. These values refer to the average voltage applied.

さらなる好ましい実施形態では、前記電磁石は、少なくとも1個のコイルを含み、好ましくは、該コイルは、(a)1~10回の間、好ましくは10~1000回の間などの複数回の巻線を有し、および/または(b)少なくとも1個のヘルムホルツコイルを含み、および/または(c)少なくとも1個のコアを含む。 In a further preferred embodiment, said electromagnet comprises at least one coil, preferably said coil comprises (a) a plurality of turns, such as between 1 and 10 4 turns, preferably between 10 and 1000 turns; and/or (b) includes at least one Helmholtz coil, and/or (c) includes at least one core.

複数のコイルの数の例は、2、3、4、5、6、7、8、9、10、20、50、100、150、200、300、400、および500である。 Examples of numbers of multiple coils are 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 20, 50, 100, 150, 200, 300, 400, and 500.

「ヘルムホルツコイル」という用語は、当技術分野で確立されており、それらの回転対称軸が整列または一致するように離間された典型的には2個の同一のコイルの構成を指す。コイル間の空間の磁場は、特に均一であり、および/または特に強い。少なくとも1個のヘルムホルツコイルの構成は、2個のヘルムホルツコイルであり得る。 The term "Helmholtz coil" is well-established in the art and refers to an arrangement of typically two identical coils spaced so that their axes of rotational symmetry are aligned or coincident. The magnetic field in the space between the coils is particularly homogeneous and/or particularly strong. The configuration of the at least one Helmholtz coil can be two Helmholtz coils.

複数のコイルのさらなる構成は、特に均一な磁場の拡張された空間領域をもたらすと知られている。さらなる例は、マクスウェルコイルである。 A further configuration of multiple coils is known to result in an extended spatial region of particularly homogeneous magnetic field. A further example is the Maxwell coil.

コアは、磁場の効果を強化する役割を果たす。コアは、好ましくは、鉄、特に軟鉄などの強磁性材料製である。磁束密度Bは、以下のように磁場強度に関連する:B=μμH.μは、真空の透磁率であり、したがって、基本的な物理定数である。他方で、μは、比透磁率であり、磁場の影響下にあるときの強磁性コアなどの所与の材料による磁束密度の強化の度合いを決定する。典型的には、コアとして使用すべき強磁性材料についてのμは、10~10の間、例えば、200000~400000の間、例えば、約300000である。好適なコア材料は、粉末金属、積層金属、アニールされた鉄などのアニールされた金属、セラミック、および固体金属を含む。 The core serves to enhance the effect of the magnetic field. The core is preferably made of a ferromagnetic material such as iron, especially soft iron. The magnetic flux density B is related to the magnetic field strength as follows: B=μ r μ 0 H. μ 0 is the magnetic permeability of a vacuum and is therefore a fundamental physical constant. μr , on the other hand, is the relative permeability and determines the degree of enhancement of flux density by a given material, such as a ferromagnetic core, when under the influence of a magnetic field. Typically μ r for ferromagnetic materials to be used as cores is between 10 3 and 10 6 , eg between 200,000 and 400,000, eg about 300,000. Suitable core materials include powdered metals, laminated metals, annealed metals such as annealed iron, ceramics, and solid metals.

コアの不存在下でのBの好ましい値は、10-8~10テスラ(T)の間、例えば、10-5~1Tの間、例えば、1桁のmT範囲、例えば、1mT~10mTの間、または1mT~5mTの間である。特定の比透磁率を有するコアが使用される場合、Bの値は、前記比透磁率で乗算される。したがって、コアの存在下でのBの好ましい値は、10-2~10の間、例えば、1~10Tの間である。一般的に、これらの値は、磁性体の部位におけるまたは前記反応器内のBを指す。 Preferred values for B in the absence of core are between 10 −8 and 10 4 Tesla (T), such as between 10 −5 and 1 T, such as single digit mT ranges, such as between 1 mT and 10 mT. between, or between 1 mT and 5 mT. If a core with a specific relative permeability is used, the value of B is multiplied by said relative permeability. Preferred values for B in the presence of the core are therefore between 10 −2 and 10 9 , eg between 1 and 10 6 T. Generally, these values refer to B at the site of a magnetic body or within the reactor.

形状に関しては、好ましいコイルは、円形である。好ましい直径は、1mm~1mの間、または1mm~0.5mの間、例えば、2mm~300mmの間、または2mm~200mmの間である。正方形、矩形、または三角形の形を有するコイルなどの異なる形状も想定される(すなわち、巻線のすべてまたは一部が、正方形、矩形、または三角形である)。最後に、コイルが電磁石についての必須要件ではないことに留意して、2本の逆平行の電線の構成を使用することもできる(「逆平行」とは、所与の時点で2本の電線を流れる電流の方向を指す)。 As regards shape, the preferred coil is circular. Preferred diameters are between 1 mm and 1 m, or between 1 mm and 0.5 m, for example between 2 mm and 300 mm, or between 2 mm and 200 mm. Different shapes are also envisioned, such as coils having square, rectangular, or triangular shapes (ie, all or part of the windings are square, rectangular, or triangular). Finally, noting that coils are not a requirement for electromagnets, two anti-parallel wire configurations can also be used (“anti-parallel” means two wires (refers to the direction of current flowing through the

さらなる好ましい実施形態では、1個より多くのコイル、好ましくは、2~10個、例えば、2個、3個、4個、5個、6個、7個、8個、9個、もしくは10個のコイル、または10~1000個のコイルが使用される。各コイルは1回または複数回の巻線を有し得ると理解され、好ましい巻線数は、本明細書で先に開示されている。 In a further preferred embodiment, more than 1 coil, preferably 2 to 10 4 , such as 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 or 10 coils, or 10-1000 coils are used. It is understood that each coil may have one or more turns, the preferred number of turns being disclosed earlier herein.

さらなる好ましい実施形態では、前記磁性体は、(a)単一の磁石であるか、または(b)粒子の集合体であって、そのうちの少なくとも1つが磁石であり、かつ前記粒子の集合体が前記少なくとも1個の磁石の磁場によって媒介されている、粒子の集合体である。 In a further preferred embodiment, said magnetic body is (a) a single magnet, or (b) a collection of particles, at least one of which is a magnet, and said collection of particles comprises A collection of particles mediated by the magnetic field of said at least one magnet.

最も単純な構成では、前記少なくとも1個の磁性体は、単一の磁石によって実現される。単一の磁石のサイズは、大きく異なる場合があり、使用すべき反応器または容器の寸法に応じて適切に選択され得る。この相対的なサイズの基準(磁石のサイズ対容器のサイズ)に関しては、以下を参照されたい。磁性体のサイズを選択する際に、反応器または反応混合物中の存在する他の物質が考慮され得る限り、そのような他の物質は、開裂すべき分子(複数可)および/または非磁性ビーズに加えて、サンプルのさらなる成分を含む。 In its simplest configuration, said at least one magnetic body is realized by a single magnet. The size of a single magnet can vary widely and can be chosen appropriately depending on the dimensions of the reactor or vessel to be used. See below for this relative size criterion (magnet size vs. container size). As long as other substances present in the reactor or reaction mixture can be taken into account when choosing the size of the magnetic material, such other substances may be the molecule(s) to be cleaved and/or the non-magnetic beads. In addition to containing additional components of the sample.

完全を期すために、有用な磁石のサイズの例示的な値は、ここでは、以下の値およびそれによって定義される範囲のいずれかを含む、0.1mm~10cmの間、例えば、0.2mm~2cmの間で与えられる:0.3cm、0.4cm、0.5cm、0.6cm、0.7cm、0.8cm、0.9cm、および1cm。同じ好ましいサイズおよびサイズ範囲が、本明細書で考慮される任意の磁性体に適用され、また、複数の磁性体および/または磁石が使用される実装形態にも適用される。一般的に、これらの長さは、前記磁性体の最大延在部分を指す。したがって、一例を挙げるなら、ディスク形の磁石は、3×1または5×2mmなどの寸法を有し得る。同様に、立方体は、1×1×1mm~5×5×5mmの間の寸法を有し得る。 For the sake of completeness, exemplary values for useful magnet sizes herein are between 0.1 mm and 10 cm, for example 0.2 mm, including any of the following values and ranges defined thereby: Given between ˜2 cm: 0.3 cm, 0.4 cm, 0.5 cm, 0.6 cm, 0.7 cm, 0.8 cm, 0.9 cm, and 1 cm. The same preferred sizes and size ranges apply to any magnetic bodies considered herein, and also to implementations in which multiple magnetic bodies and/or magnets are used. Generally, these lengths refer to the maximum extension of the magnetic body. Thus, by way of example, a disk-shaped magnet may have dimensions such as 3×1 or 5×2 mm. Similarly, a cube can have dimensions between 1×1×1 mm and 5×5×5 mm.

あるいは、先に定義されているような複数の磁石が使用され得る。例示的であり、それでいて非限定的な数字は、1桁および2桁の範囲、例えば、2、3、4、5、6、7、8、9、および10である。また、10個超、例えば、20個、30個、40個、または50個の磁石が使用され得る。これらの数字は、複数の容器または反応器(例えば、マイクロタイタープレート)の構成が使用される場合にも、1個の反応器または容器を指す。 Alternatively, multiple magnets as defined above may be used. Exemplary, yet non-limiting numbers are single and double digit ranges, eg, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, and 10. Also, more than 10 magnets may be used, such as 20, 30, 40 or 50 magnets. These numbers refer to a single reactor or vessel even when a multiple vessel or reactor (eg, microtiter plate) configuration is used.

前記磁石の形に関して、特に制限はなく、磁石の自由な運動を不利に妨げない形が好ましい。例示的な形は、スティック、バー、円筒、ロッド、端が丸くなったロッド、立方体、直方体、角柱、球体、細長いおよび扁平の楕円体、ディスク、四面体、八面体、十二面体、および二十面体を含む。 There are no particular restrictions on the shape of the magnet, and a shape that does not adversely hinder the free movement of the magnet is preferred. Exemplary shapes include sticks, bars, cylinders, rods, rods with rounded ends, cubes, cuboids, prisms, spheres, elongated and oblate ellipsoids, discs, tetrahedrons, octahedrons, dodecahedrons, and dihedrons. Includes decahedron.

実施例は、この方法を、異なる数の磁石、ならびに異なる形、サイズおよび材料の磁石を用いて実施することができると示す。 The examples show that the method can be practiced with different numbers of magnets, as well as magnets of different shapes, sizes and materials.

そのようなセットアップは、先に開示されている「集合体」とはなおも区別する必要がある。後者は、多数の粒子(最も単純な場合、強磁性ビーズなどの1個の粒子またはビーズ)が、単一または少数(例えば、数十個)の磁石(場合によって本発明に従って磁場によって強化されている)の影響下で集合して、本質的に単一の磁石のように挙動する単一の磁性体になる、セットアップを指す。完全を期すために、複数の磁性体も用いることができ、これらはそれぞれ、またはこれらの一部は、上記の集合体から得られる。しかしながら、これは、多くの状況下ではあまり起こり得ない。特に、これが起こらないための対策が講じられていない場合、1つより多くの集合体を同じ反応器または容器に入れると、単一のより大きな集合体が形成され得る(これはまた、磁場内にあれば磁石のように挙動もする)。 Such setups still need to be distinguished from the previously disclosed "aggregates". The latter is where a large number of particles (in the simplest case a single particle or bead, such as a ferromagnetic bead) is coupled with a single or a small number (e.g. tens) of magnets (optionally according to the invention, reinforced by a magnetic field). It refers to a set-up that assembles under the influence of a magnetic field into a single magnetic body that essentially behaves like a single magnet. For the sake of completeness, multiple magnetic bodies can also be used, each of which, or a portion thereof, can be obtained from the above collection. However, this is highly unlikely under many circumstances. In particular, placing more than one aggregate in the same reactor or vessel can lead to the formation of a single larger aggregate (which is also in the magnetic field), unless measures are taken to prevent this from happening. also behaves like a magnet).

さらなる好ましい実施形態では、(a)前記磁石は、強磁性材料またはフェリ磁性材料を含むか、またはこれらからなり、(b)先に定義されている前記集合体の粒子は、強磁性材料、フェリ磁性材料、常磁性材料、および/または反磁性材料から、好ましくは、強磁性材料およびフェリ磁性材料から選択される材料を含むか、またはこれらからなり、ならびに/あるいは(c)該磁石および/または該粒子は、好ましくは、(i)化学的安定性を付与するコーティング、(ii)機械的安定性または硬度を付与するコーティング、(iii)触媒によるコーティング、(iv)プローブおよびプライマーなどの核酸によるコーティング、(v)IMAC、TiO、およびZrOなどのキレート剤によるコーティング、(vi)(1)C18、C8、ベンゼンなどの逆相基、(2)ヒドロキシル基などのHILIC基、(3)スルホン酸、リン酸、カルボン酸などのカチオン交換基、(4)第一級、第二級、第三級、および第四級アミノ基などのアニオン交換基、および(5)(1)~(4)のうちのいずれか1つの任意の組み合わせから選択されることが好ましいクロマトグラフィー材料によるコーティング、(vii)グロブリン、特に免疫グロブリン、ストレプトアビジン、ビオチン、プロテインA、プロテインGから選択されることが好ましいリガンド結合タンパク質および/またはそれらの同族リガンド、酵素、例えば、酸化還元酵素、トランスフェラーゼ、リガーゼ、例えば、ポリメラーゼ、加水分解酵素、例えば、プロテアーゼ、ペプチダーゼ、ヌクレアーゼ、サッカリダーゼ、リパーゼ、リアーゼ、およびイソメラーゼによるコーティング、ならびに(viii)(i)~(vii)のうちのいずれかの組み合わせから選択されるコーティングでコーティングされている。 In a further preferred embodiment, (a) said magnet comprises or consists of a ferromagnetic material or ferrimagnetic material, and (b) the particles of said aggregate as defined above comprise ferromagnetic material, ferrimagnetic material, comprising or consisting of a material selected from magnetic, paramagnetic and/or diamagnetic materials, preferably from ferromagnetic and ferrimagnetic materials, and/or (c) the magnet and/or The particles are preferably coated with (i) coatings that impart chemical stability, (ii) coatings that impart mechanical stability or hardness, (iii) coatings with catalysts, (iv) nucleic acids such as probes and primers. (v) coating with chelating agents such as IMAC, TiO2 and ZrO2 ; (vi) (1) reverse phase groups such as C18, C8, benzene; (2) HILIC groups such as hydroxyl groups; (4) anion exchange groups such as primary, secondary, tertiary, and quaternary amino groups; and (5) (1) to ( 4) coating with a chromatographic material, preferably selected from any combination of any one of (vii) globulin, in particular immunoglobulin, streptavidin, biotin, protein A, protein G; Coating with preferred ligand binding proteins and/or their cognate ligands, enzymes such as oxidoreductases, transferases, ligases such as polymerases, hydrolases such as proteases, peptidases, nucleases, saccharidases, lipases, lyases and isomerases and (viii) coated with a coating selected from any combination of (i)-(vii).

前記磁石に好適な材料は、以下の元素およびそれらの合金を含む:ネオジム-鉄、ネオジム-鉄-ホウ素(例えば、NdFe14B)、コバルト、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、鉄、ニッケル、酸化鉄、マンガン-ビスマス、マンガン-アンチモン、マンガン-ヒ素、イットリウム-鉄酸化物、クロム酸化物、ユウロピウム酸化物、およびサマリウム-コバルト。特に好ましい材料は、ネオジム-鉄およびサマリウム-コバルトである。 Suitable materials for said magnets include the following elements and their alloys: Neodymium-Iron, Neodymium-Iron-Boron (eg Nd 2 Fe 14 B), Cobalt, Gadolinium, Terbium, Dysprosium, Iron, Nickel, Oxides. iron, manganese-bismuth, manganese-antimony, manganese-arsenic, yttrium-iron oxide, chromium oxide, europium oxide, and samarium-cobalt. Particularly preferred materials are neodymium-iron and samarium-cobalt.

それほど好ましくない実施形態では、特にそのような常磁性材料の磁化率が高い場合、常磁性材料を使用して、「磁石」と称されるものを実現することもできる。 In less preferred embodiments, paramagnetic materials can also be used to achieve what are termed "magnets", especially if such paramagnetic materials have a high magnetic susceptibility.

(c)(i)による好適なコーティングは、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、パリレン、窒化チタン、ポリイミド、クロロポリマー、およびフルオロポリマー、好ましくはポリテトラフルオロエチレン(PTFE)を含む。 (c) Suitable coatings according to (i) include polypropylene, polyethylene, polystyrene, parylene, titanium nitride, polyimides, chloropolymers, and fluoropolymers, preferably polytetrafluoroethylene (PTFE).

さらなる好ましい実施形態では、前記少なくとも1個の分子は、溶液または懸濁液中にある。そのような場合、断片化すべき分子は、液相に溶解または懸濁しており、磁性体は、前記液相内に位置している(開裂を確実にするためにプロセスの総時間のうちのかなりの割合で)。 In a further preferred embodiment, said at least one molecule is in solution or suspension. In such cases, the molecules to be fragmented are dissolved or suspended in a liquid phase and the magnetic material is located within said liquid phase (a significant amount of the total time of the process is required to ensure cleavage). at a rate of ).

液体の取り扱いは、入れ物によって容易になる。したがって、好ましい実施形態では、前記少なくとも1個の分子および前記少なくとも1個の磁性体は、反応器内に位置している。本明細書で使用される場合、「反応器」という用語は、総称的に、前記少なくとも1個の分子および前記少なくとも1個の磁性体が位置しており、かつ本発明によって相互作用(「反応」)することができる、エンクロージャまたは入れ物を指す。あるいは、この用語は、特に限定されることはなく、容器、底が閉じた容器、蓋付きの容器、底が閉じた蓋付きの容器、完全に閉じたまたは密閉された容器、管状要素、およびそれらに応じて設計された反応器を通る連続的な液体流を可能にする少なくとも2つの開口部を有する要素を包含する。反応器はまた、開口部を有する、任意選択的に拡張部または容器および/またはバルブを有する1つ以上のチャネルを備える、マイクロ流体デバイス、すなわち、小型化されたデバイスとして実装され得る。 Liquid handling is facilitated by containers. Therefore, in a preferred embodiment, said at least one molecule and said at least one magnetic substance are located within a reactor. As used herein, the term "reactor" is used generically in which said at least one molecule and said at least one magnetic material are located and interact ("react ”) refers to an enclosure or container that can be Alternatively, the term is not particularly limited and includes containers, closed-bottom containers, containers with lids, containers with closed-bottom lids, fully closed or sealed containers, tubular elements, and It contains elements with at least two openings that allow continuous liquid flow through an accordingly designed reactor. The reactor may also be implemented as a microfluidic device, ie a miniaturized device, comprising one or more channels with openings, optionally with extensions or reservoirs and/or valves.

好ましい実施形態では、前記方法を、バッチ方式で、例えば、底が閉じた容器である反応器を使用することによって実施する。 In a preferred embodiment, the process is carried out batchwise, for example by using a reactor that is a closed-bottom vessel.

例示的な好ましい容器は、5μL~1L、好ましくは10μL~50mLの間の体積を保持するように構成されたものであり、より好ましくは、30μL、40μL、100μL、150μL、200μL、250μL、500μL、1mL、1.5mL、2mL、5mL、15mL、および50mLのうちのいずれかの体積を保持するように構成されたものである。 Exemplary preferred containers are configured to hold volumes between 5 μL and 1 L, preferably 10 μL and 50 μL, more preferably 30 μL, 40 μL, 100 μL, 150 μL, 200 μL, 250 μL, 500 μL, It is configured to hold volumes of either 1 mL, 1.5 mL, 2 mL, 5 mL, 15 mL, and 50 mL.

さらなる好ましい実施形態では、前記方法を連続方式で実施し、例えば、前記溶液または懸濁液は、好ましくは、(a)少なくとも2つの開口部を有する反応器内で、前記少なくとも1個の磁性体上を流れることが可能であり、および/または(b)前記溶液もしくは懸濁液が流れている間に前記磁性体の運動が生じる。 In a further preferred embodiment, the method is carried out in a continuous manner, e.g. the solution or suspension is preferably (a) in a reactor having at least two openings, the at least one magnetic body and/or (b) motion of the magnetic material occurs while the solution or suspension is flowing.

項目(a)は、反応器が、少なくとも2つの開口部を有する管状要素であることを定義する。断面は、特定の用途および実施されるプロセスの規模に応じて大きく異なり得る。したがって、0.1mm~1mの間、例えば、0.5mm~10cmの間の断面のみならず、これらの範囲外の値も想定される。 Item (a) defines that the reactor is a tubular element having at least two openings. Cross-sections can vary widely depending on the particular application and the scale of the process being performed. Thus, cross-sections between 0.1 mm and 1 m, for example between 0.5 mm and 10 cm, as well as values outside these ranges are envisioned.

形に関して、管状要素は、単純かつ好都合な実装形態であるかもしれないが、これらがフロースルーをもたらすことを考慮すると、他の形も想定される。そのような反応器は、開裂すべき分子を含む溶液または懸濁液のフロースルーを制御または変更する手段を含み得、一般的に、これらを含むであろう。言い換えるなら、フロースルーは、本発明の方法の性能、開裂度、および収量を最終的に支配する磁性体の運動を制御するパラメータに加えて、さらなるパラメータである。 Regarding shape, tubular elements may be a simple and convenient implementation, but other shapes are also envisioned considering that they provide flow-through. Such reactors may, and generally will, include means for controlling or altering the flow-through of the solution or suspension containing the molecule to be cleaved. In other words, flow-through is an additional parameter in addition to the parameter controlling the magnetic body motion that ultimately governs the performance, degree of cleavage, and yield of the method of the present invention.

さらなる好ましい実施形態では、(a)前記磁性体の運動は、前記反応器と相対的なものであり、および/あるいは(b)前記少なくとも1個の磁性体の平均位置は、好ましくは前記運動を著しく制限することなく、好ましくは、(i)前記磁場に基づいて、および/または(ii)前記磁性体を保持するフィルタ、メッシュ、膜もしくはスポンジ、または前記磁性体を前記反応器に接続する細線、フィラメント、電線もしくはばねによって、前記反応器に対して実質的に一定である。 In a further preferred embodiment, (a) the movement of said magnetic body is relative to said reactor and/or (b) the average position of said at least one magnetic body is preferably relative to said movement. Without being significantly limited, preferably (i) based on said magnetic field and/or (ii) a filter, mesh, membrane or sponge retaining said magnetic body or a thin wire connecting said magnetic body to said reactor , filaments, wires or springs are substantially constant with respect to the reactor.

項目(a)は、磁性体および分子の相対運動が同時に、磁性体および反応器の相対運動、最も単純な場合では同じ種類の運動(すなわち、反応器に対する分子の運動を無視する場合)を示唆していることを単に明示しているだけである。 Item (a) suggests that the relative motion of the magnetic body and the molecule simultaneously, the relative motion of the magnetic body and the reactor, in the simplest case the same kind of motion (i.e. if we neglect the motion of the molecule with respect to the reactor) It simply states what it does.

項目(b)は、磁性体が、反応器から飛び出すことまたはフロースルー反応器から洗い流されることを防止するための手段を提供する。 Item (b) provides means for preventing magnetic material from jumping out of the reactor or being washed out of the flow-through reactor.

さらなる好ましい実施形態では、前記少なくとも1個の磁性体および前記反応器の寸法は、前記少なくとも1個の磁性体がその平均位置を中心として自由にまたは実質的に自由に動くようなものである。 In a further preferred embodiment, the dimensions of said at least one magnetic body and said reactor are such that said at least one magnetic body is free or substantially free to move about its mean position.

したがって、この実施形態は、液体の薄層のみが磁石と容器の内壁との間、例えば円筒形容器内の円筒形磁石を通過することができる制限された運動のための設計とは区別される必要があり、容器の内径は、磁石の(外)径よりわずかに大きいだけである。 This embodiment is thus distinguished from designs for limited motion where only a thin layer of liquid can pass between the magnet and the inner wall of the container, for example a cylindrical magnet in a cylindrical container. and the inner diameter of the container is only slightly larger than the (outer) diameter of the magnet.

容易に分かるように、自由運動の要件は、反応器、容器、または管の寸法または断面と比較して小さな最大延在部分を有する磁石、例えば、1.5mLの容器内の3mmの磁石について満たされている。「容器と比較して小さな」とは、一般的に、磁石の最大寸法が、反応器、容器、または管の最小寸法よりも小さいことを意味する。言い換えるなら、磁石の最大寸法は、前記反応器、容器、または管状要素における最小の通路または断面を通過するように適合していなくてはならない。最小寸法より小さなとは、好ましくは、前記反応器、容器、または管の前記最小寸法または断面の3/4、2/3、1/2、1/3、1/4、または10%を意味する。したがって、磁性体または磁石の最大寸法は、前記反応器、容器、または管の前記最小寸法または断面の3/4、2/3、1/2、1/3、1/4、または10%以下であり得る。 As can be readily seen, the free motion requirement is met for magnets with a maximum extension that is small compared to the dimensions or cross-section of the reactor, vessel, or tube, e.g., a 3 mm magnet in a 1.5 mL vessel. It is "Small relative to the vessel" generally means that the largest dimension of the magnet is smaller than the smallest dimension of the reactor, vessel, or tube. In other words, the maximum dimension of the magnet should be adapted to pass through the smallest passageway or cross-section in said reactor, vessel or tubular element. Smaller than minimum dimension preferably means 3/4, 2/3, 1/2, 1/3, 1/4 or 10% of said minimum dimension or cross-section of said reactor, vessel or tube. do. Thus, the maximum dimension of the magnetic body or magnet is 3/4, 2/3, 1/2, 1/3, 1/4, or 10% or less of said minimum dimension or cross-section of said reactor, vessel, or tube can be

先のことから明らかであるように、磁性体および容器は、薄い液体サンプル膜だけが磁性体と容器の内壁とを分離するようなものではない。さらに説明するなら、薄膜がある場合、磁性体が動くとせん断力が生じるであろう。留意すべきは、せん断力が生じるためには、磁性体が容器内に適切に収まっている必要があることである。したがって、磁性体の自由運動は、そのような設定では生じ得ない。そうでなければ、適切に収まることも、薄い液膜も、せん断力もないであろう。 As is clear from the foregoing, the magnetic body and container are not such that only a thin liquid sample film separates the magnetic body and the inner wall of the container. To further illustrate, if there is a thin film, shear forces will be generated when the magnetic material moves. Note that the magnetic material must be properly contained within the container for shear forces to occur. Therefore, free motion of the magnetic body cannot occur in such a setting. Otherwise there will be no proper fit, no thin liquid film and no shear forces.

好ましい実施形態では、自由運動または実質的に自由な運動は、並進運動および回転運動の少なくとも2つ、少なくとも3つ、少なくとも4つ、少なくとも5つ、または好ましくは6つすべての軸を中心としているか、またはそれらに沿ったものであり、好ましくは、前記自由運動または実質的に自由な運動は、少なくとも2つの軸に沿った並進を含む。 In preferred embodiments, the free or substantially free movement is about at least two, at least three, at least four, at least five, or preferably all six axes of translational and rotational motion. , or along them, preferably said free or substantially free movement comprises translation along at least two axes.

点状オブジェクトの場合、3つの運動自由度、すなわち、三次元空間にまたがる3つの独立した方向での並進がある。拡張オブジェクトの場合、さらに3つの自由度があり、これは、3つの独立した回転軸によって定義することができる。 For a point-like object, there are three degrees of freedom of motion, namely translation in three independent directions across three-dimensional space. For extended objects, there are three additional degrees of freedom, which can be defined by three independent axes of rotation.

先の例(1.5mLの容器内の3mmの磁石)は、6つの軸すべてに沿ったまたはこれらを中心とした自由運動の実装形態であると考えられる。特に、これは、並進運動の列挙された少なくとも2つの軸に沿った運動の自由を含み、それ自体、言及された制限されている運動設計とは明確に区別される。本明細書の教示があれば、当業者は、そのような運動をもたらす第1の態様の方法の最も適切なパラメータを容易に決定することができる;例えば、先ほどの周波数に関するコメントを参照されたい。 The previous example (3 mm magnet in a 1.5 mL container) is considered a free motion implementation along or about all six axes. In particular, this includes freedom of movement along at least two enumerated axes of translational motion, and as such is clearly distinguished from the restricted motion designs referred to. Given the teachings herein, one of ordinary skill in the art can readily determine the most appropriate parameters of the method of the first aspect to provide such motion; .

さらなる好ましい実施形態では、前記少なくとも1個の磁性体は、前記反応器の少なくとも1つの壁と衝突する。これは、必須ではないが、欠点ではない。衝突は、繰り返し生じ得る。留意すべきは、そのような実施形態でも、1.5mLの容器内の3mmの磁石のように、その中に含まれる液相を移動する際に壁に繰り返しぶつかる自由運動が好ましいことである。 In a further preferred embodiment, said at least one magnetic body collides with at least one wall of said reactor. This is not a requirement, but it is not a drawback. Collisions can occur repeatedly. It should be noted that even such an embodiment prefers free motion, like a 3 mm magnet in a 1.5 mL vessel, repeatedly bumping against the wall as it moves the liquid phase contained therein.

さらなる好ましい実施形態では、前記コイルまたは前記少なくとも1個のコイルの内径は、前記反応器または複数の反応器、例えば、反応器のアレイを前記コイル内に配置することができるようなものである。 In a further preferred embodiment, the internal diameter of said coil or said at least one coil is such that said reactor or a plurality of reactors, for example an array of reactors, can be arranged within said coil.

この実施形態の例示的な実装形態は、円筒形の容器であるか、またはコイルによって取り囲まれた円筒形の断面を有する容器である。 An exemplary implementation of this embodiment is a cylindrical vessel or a vessel with a cylindrical cross-section surrounded by a coil.

さらに、反応器の上方、その下方、またはそれに隣接する少なくとも1個のコイルを有する構成も想定され、機能的である(重要なのは、磁場が磁石の箇所で生成されることである)。また、磁束密度の最大磁場強度の箇所に位置すべき磁性体についての要件もない。 Additionally, configurations with at least one coil above, below, or adjacent to the reactor are also envisioned and functional (importantly, the magnetic field is generated at the magnet). There is also no requirement for the magnetic body to be located at the point of maximum magnetic field strength of the magnetic flux density.

同様に、容器が回転対称の主軸を有すると仮定すると、前記軸は、コイルの対称軸と整列し得るか、または同軸でさえあり得るが、そうである必要はない。2つの軸の間で任意の角度を使用してもよい。 Similarly, assuming the vessel has a major axis of rotational symmetry, said axis may be aligned or even coaxial with the axis of symmetry of the coil, although this need not be the case. Any angle between the two axes may be used.

さらなる好ましい実施形態では、前記反応器は、円形の断面を有し、前記コイルまたは少なくとも1個のコイルの内径は、前記反応器の外径よりもわずかに大きいだけである。使用される要素およびそれらの製造時の精度に応じて、「わずかに大きな」は、例えば、1.0001、1.001、1.01、または1.1倍を包含し得る。 In a further preferred embodiment, the reactor has a circular cross-section and the inner diameter of the coil or at least one coil is only slightly larger than the outer diameter of the reactor. Depending on the elements used and the precision with which they are manufactured, "slightly greater" may include, for example, 1.0001, 1.001, 1.01, or 1.1 times.

さらなる好ましい実施形態では、前記反応器の壁の少なくとも一部は、透磁性である。反応器全体が透磁性材料製であることがより好ましい。 In a further preferred embodiment, at least part of the wall of said reactor is magnetically permeable. More preferably, the entire reactor is made of magnetically permeable material.

好適な材料は、プラスチック、ポリプロピレンなどのポリマー、ガラス、およびセラミックを含む。透磁率の要件を念頭に置きつつ、金属も使用することができる。 Suitable materials include plastics, polymers such as polypropylene, glass, and ceramics. Metals can also be used, keeping in mind the permeability requirements.

さらに、反応器の少なくとも1つの壁は、透磁率の要件に注意を払いつつ、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、パリレン、窒化チタン、銅、ニッケル、銀、クロム、エポキシ樹脂、亜鉛、スズ、エバールーブ、シリカ、ホスフェート、ゴム、クロロポリマー、および/またはフルオロポリマー、好ましくは、金、窒化チタン、およびポリテトラフルオロエチレンから選択される少なくとも1種の材料でコーティングまたは不動態化され得る。 Furthermore, at least one wall of the reactor may be made of, for example, polypropylene, polyethylene, polystyrene, parylene, titanium nitride, copper, nickel, silver, chromium, epoxy resin, zinc, tin, Everlube, paying attention to magnetic permeability requirements. , silica, phosphates, rubbers, chloropolymers and/or fluoropolymers, preferably gold, titanium nitride and polytetrafluoroethylene.

さらなる好ましい実施形態では、前記方法は、(a)-100~100セルシウス度、好ましくは約20セルシウス度などの周囲温度、および/または(b)0.1~10barの間の圧力、好ましくは約1barなどの周囲圧力で実施される。 In a further preferred embodiment, said method comprises (a) an ambient temperature such as -100 to 100 degrees Celsius, preferably about 20 degrees Celsius, and/or (b) a pressure between 0.1 to 10 bar, preferably about It is carried out at ambient pressure, such as 1 bar.

言い換えるなら、本発明は、周囲条件下で好都合に実践することができる。そうは言っても、正確な条件は、開裂すべき分子に依存し得るか、またはこれらに応じて最適化され得る。温度および/または圧力を変更すると、保護ガス雰囲気の使用のように、より良好な性能がもたらされ得る。 In other words, the invention can be conveniently practiced under ambient conditions. That said, the exact conditions may depend on, or be optimized according to, the molecule to be cleaved. Changing the temperature and/or pressure may lead to better performance, such as using a protective gas atmosphere.

さらなる好ましい実施形態では、前記少なくとも1個の分子は、巨大分子または鎖状分子であり、前記巨大分子または鎖状分子は、少なくとも2つの構築ブロックを含むか、またはこれらからなり、好ましくは、前記構築ブロックは、アミノ酸、ヌクレオチド、リボヌクレオチド、糖、糖類、ホスフェート、脂肪酸、グリセリド、または前述のうちのいずれかの組み合わせである。 In a further preferred embodiment, said at least one molecule is a macromolecule or chain molecule, said macromolecule or chain molecule comprising or consisting of at least two building blocks, preferably said Building blocks are amino acids, nucleotides, ribonucleotides, sugars, saccharides, phosphates, fatty acids, glycerides, or combinations of any of the foregoing.

言い換えるなら、「分子」という用語は、タンパク質、ペプチド、ポリペプチド、核酸、糖類、および脂質を包含する。核酸は、オリゴヌクレオチドおよびポリヌクレオチド含み、RNAおよびDNAであり得るか、またはこれらを含み得る。脂質は、トリグリセリド、ホスファチジル化合物、およびスフィンゴ脂質を含む。分子は、先のいずれかのものの組み合わせであり得るか、またはこれらを含み得る。分子がタンパク質性かつ生物学的起源である場合に限り、これは、翻訳後修飾を伴うタンパク質であってもよく、例えば、前記タンパク質は、N-および/またはO-グリコシル化、リン酸化、および/またはプレニル化されていてもよい。 In other words, the term "molecule" includes proteins, peptides, polypeptides, nucleic acids, saccharides, and lipids. Nucleic acids include oligonucleotides and polynucleotides and can be or include RNA and DNA. Lipids include triglycerides, phosphatidyl compounds, and sphingolipids. The molecule may be a combination of or include any of the above. As long as the molecule is proteinaceous and of biological origin, it may be a protein with post-translational modifications, for example said protein may be N- and/or O-glycosylated, phosphorylated and /or may be prenylated.

「巨大分子」および「鎖状分子」という用語は、考慮される分子が複数の同一または関連する構築ブロックで作製されていると捉えることができることを示すために使用される。「鎖」という用語はさらに、分子の線形トポロジーを示唆しており、構造生物学の分野で周知のように、生物学的起源の鎖分子が、線形の一次構造を有する一方で、定義された二次構造および三次構造を仮定し得ることを認めるものである。 The terms "macromolecule" and "chain molecule" are used to indicate that the molecule under consideration can be thought of as being made up of multiple identical or related building blocks. The term "chain" further suggests a linear topology of the molecule, and as is well known in the field of structural biology, chain molecules of biological origin have a linear primary structure while defined It is recognized that secondary and tertiary structures can be assumed.

構築ブロック間の接合の化学物質に関して、分子は、ポリマー、重縮合物、およびそれらの組み合わせを含む。重縮合物は、モノマーから形成される鎖分子であり、形成中に、より具体的には、隣接する2つの構築ブロック間の結合が形成されるときに、水が排出される。これは、例えば、ポリペプチドが遊離アミノ酸から形成される場合、およびポリペプチドが生細胞内のリボソームにおいて組み立てられる場合、ポリペプチドに適用される。 Molecules include polymers, polycondensates, and combinations thereof, with respect to the chemistry of the junctions between building blocks. Polycondensates are chain molecules formed from monomers, during which water is expelled, more specifically when bonds between two adjacent building blocks are formed. This applies, for example, to polypeptides when they are formed from free amino acids and when they are assembled in ribosomes within living cells.

分子量は、特に限定されることはなく、構築ブロックの数も、特に限定されることはなく、2、3、4、5、6、7、8、または9もの低さであり得る。より一般的に言えば、構築ブロックの数の一般的な範囲は、10~100000、例えば、50~1000である。好ましい分子量範囲は、1kDa~10MDaであり、これらの範囲外の値も同様に意図的に想定されており、例えば、染色体を開裂する場合、分子量範囲は、例えばヒト染色体1の場合、約2×10MDaまでに及ぶ。 The molecular weight is not particularly limited and the number of building blocks is also not particularly limited and can be as low as 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, or 9. More generally, the general range for the number of building blocks is 10-100,000, eg, 50-1,000. A preferred molecular weight range is 1 kDa to 10 MDa, with values outside these ranges also intentionally contemplated, for example, when cleaving chromosomes, the molecular weight range is about 2× for human chromosome 1, for example. Up to 10 5 MDa.

さらなる好ましい実施形態では、前記少なくとも1個の分子の少なくとも1個の共有結合を開裂するさらなる手段を、前記少なくとも1個の分子と接触させ、前記さらなる手段は、好ましくは、酵素、化学物質、および/または触媒である。化学物質は、酸(例えば、HCl、HNO、HSO、およびHIO)および塩基(例えば、NaOHおよびKOH)などの技術的に確立された化学物質を含む。有用な触媒は、酵素に加えて、以下の非酵素触媒を含む:スルホン化炭素質表面、金属酸化物、H型ゼオライト、Zn2+およびMg2+などの金属イオン。 In a further preferred embodiment a further means for cleaving at least one covalent bond of said at least one molecule is contacted with said at least one molecule, said further means preferably comprising an enzyme, a chemical and a / or a catalyst. Chemicals include technology-established chemicals such as acids (eg, HCl, HNO 3 , H 2 SO 4 , and HIO 4 ) and bases (eg, NaOH and KOH). Useful catalysts, in addition to enzymes, include the following non-enzymatic catalysts: sulfonated carbonaceous surfaces, metal oxides, H-type zeolites, metal ions such as Zn2 + and Mg2 + .

この実施形態で列挙された手段を完全に回避することが本発明によって実現されることを認識しつつも、調整または強化された適用のために、新たに発見された「磁気誘導開裂」と技術的に確立された開裂手段との組み合わせが有益であり得ると考えられる。 While recognizing that it is accomplished by the present invention to completely avoid the means enumerated in this embodiment, for tailored or enhanced applications, the newly discovered "magnetically induced cleavage" and techniques It is believed that combination with well-established cleaving means may be beneficial.

より好ましい実施形態では、前記酵素は、前記分子がポリペプチド、タンパク質、またはペプチドである場合、プロテアーゼであり、前記分子が核酸またはオリゴヌクレオチドである場合、ヌクレアーゼであり、前記分子がリボ核酸またはオリゴリボヌクレオチドである場合、リボヌクレアーゼであり、前記分子がオリゴ糖または多糖である場合、サッカリダーゼまたはグリコシダーゼである。好ましいプロテアーゼは、トリプシン、LysC、GluC、AspN、ArgC、およびキモトリプシンを含む。 In a more preferred embodiment, said enzyme is a protease if said molecule is a polypeptide, protein or peptide, a nuclease if said molecule is a nucleic acid or an oligonucleotide, and said molecule is a ribonucleic acid or an oligonucleotide. If it is a ribonucleotide, it is a ribonuclease; if said molecule is an oligo- or polysaccharide, it is a saccharidase or a glycosidase. Preferred proteases include trypsin, LysC, GluC, AspN, ArgC, and chymotrypsin.

留意すべきは、前記分子が、アミノ酸、ヌクレオチド、および糖類の任意の組み合わせを含み得ることである。例えば、これは、ペプチド性部分またはタンパク質性部分と、グリコシド結合などによって前記部分に結合した糖類との両方を含み得る。例は、グリコシル化タンパク質である。グリコシル化タンパク質の断片化は、糖類の除去もしくは断片化および/またはペプチド性部分もしくはタンパク性質部分の断片化を含み得るか、またはこれらからなり得る。断片化が、先に開示されているさらなる手段によって改善または調節される限り、なかでも、グリコシダーゼが用いられ得る。 It should be noted that the molecule can contain any combination of amino acids, nucleotides and sugars. For example, it may contain both a peptidic or proteinaceous moiety and a saccharide attached to said moiety, such as by a glycosidic bond. Examples are glycosylated proteins. Fragmentation of glycosylated proteins may comprise or consist of removal or fragmentation of saccharides and/or fragmentation of peptidic or proteinaceous portions. Glycosidases, among others, may be used as long as the fragmentation is improved or controlled by the additional means previously disclosed.

先のさらなる開裂手段と組み合わせてもよいがそうでなくてもよい別の好ましい実施形態では、非磁性ビーズが、反応混合物、例えば、前記溶液または懸濁液に添加され得る。そのような非磁性ビーズは、磁性体に任意選択的に含まれる粒子とは異なり、さらに、分析で一般的に使用される常磁性ビーズとは異なる。非磁性ビーズは、セラミックビーズ、ポリマービーズ、ガラスビーズ、または金属ビーズであり得、金属は、非磁性金属である。サイズに関して、これらは、好ましくは、1μm~5mmの間、例えば、0.1mm~2mmの間の範囲にある。また、前記非磁性粒子は、磁性体または磁石のサイズと比較して同じまたは同様のサイズ範囲を有することが好ましい。 In another preferred embodiment, which may or may not be combined with the above additional cleaving means, non-magnetic beads may be added to the reaction mixture, eg the solution or suspension. Such non-magnetic beads are different from particles that are optionally contained in a magnetic body, and are also different from paramagnetic beads commonly used in assays. Non-magnetic beads can be ceramic beads, polymeric beads, glass beads, or metal beads, and the metal is a non-magnetic metal. As regards size, they preferably range between 1 μm and 5 mm, for example between 0.1 mm and 2 mm. Also, the non-magnetic particles preferably have the same or similar size range compared to the size of the magnetic body or magnet.

特定の理論に縛られることを望むものではないが、そのようなビーズは、少なくとも1個の磁性体の作用によって動き回る際にせん断力を発揮することができ、次いで、そのせん断力は、前記少なくとも1個の共有結合の開裂を促進する。また、非磁性粒子が開裂すべき分子の運動を制限することによって、前記分子と磁性体との衝突の確率(換言するなら、単位時間当たりの衝突数)が増加すると考えられる。これによって、本発明の方法の収量または性能が上がる。 While not wishing to be bound by any particular theory, such beads can exert shear forces as they move about by the action of at least one magnetic material, which shear forces are then applied to said at least Facilitates the cleavage of a single covalent bond. In addition, it is believed that the non-magnetic particles limit the movement of molecules to be cleaved, increasing the probability of collisions between the molecules and the magnetic material (in other words, the number of collisions per unit time). This increases the yield or performance of the method of the invention.

さらなる好ましい実施形態では、不活性粘性液体および/またはゲル、例えば、ポリアクリルアミドゲルまたはアガロースゲルが前記サンプルに添加される。特定の理論に縛られることを望むものではないが、断片化すべき分子(複数可)をゲルまたは粘性液体に埋め込むことは、磁性体からまたは存在する場合に限り任意の非磁性粒子から前記分子(複数可)へのエネルギー伝達を向上する手段であると考えられており、それによって、収量が向上する。実施例1では、アガロースが使用される。 In a further preferred embodiment, inert viscous liquids and/or gels such as polyacrylamide gels or agarose gels are added to said sample. Without wishing to be bound by any particular theory, it is believed that embedding the molecule(s) to be fragmented in a gel or viscous liquid can be obtained from a magnetic material or from any non-magnetic particles, if present. It is believed to be a means of improving energy transfer to the (s), thereby improving yield. In Example 1, agarose is used.

本発明の第1の態様の方法のさらなる好ましい実施形態では、(a)溶液または懸濁液は、緩衝液または体液などの液体サンプルであり、分子は、核酸であり、(b)溶液または懸濁液は、飲料水またはプールの水であり、分子は、毒素などの巨大分子汚染物質であり、(c)溶液または懸濁液は、下水であり、分子は、抗生物質またはペプチドホルモンなどの生体分子であり、(d)溶液または懸濁液は、食品または飲料であり、分子は、グルテンであり、(e)溶液または懸濁液は、タンパク質、ポリペプチドおよび/もしくはペプチド、増殖培地用のタンパク質性原材料、および/またはシャンプー、コンディショナーもしくは石鹸などのパーソナルケア製品用のタンパク質性原材料を含み、分子は、前記またはタンパク質、ポリペプチドおよび/もしくはペプチドであり、(f)溶液または懸濁液は、巨大分子毒素を含み、分子は、前記巨大分子毒素であり、あるいは(g)溶液または懸濁液は、不所望な酵素活性を含み、分子は、前記酵素活性を呈するタンパク質である。 In a further preferred embodiment of the method of the first aspect of the invention, (a) the solution or suspension is a liquid sample such as a buffer or a body fluid, the molecule is a nucleic acid, and (b) the solution or suspension is The turbidity is drinking water or pool water, the molecules are macromolecular contaminants such as toxins, and (c) the solution or suspension is sewage, the molecules are chemicals such as antibiotics or peptide hormones. is a biomolecule, (d) the solution or suspension is a food or beverage, the molecule is gluten, and (e) the solution or suspension is a protein, polypeptide and/or peptide, for growth media and/or for personal care products such as shampoos, conditioners or soaps, wherein the molecules are proteins, polypeptides and/or peptides, and (f) a solution or suspension comprises a macromolecular toxin and the molecule is said macromolecular toxin; or (g) the solution or suspension comprises an undesirable enzymatic activity and the molecule is a protein exhibiting said enzymatic activity.

これらの好ましい実施形態は、大規模なプロセスが本発明の方法によってどれほど改善しやすいかを示す。 These preferred embodiments demonstrate how large-scale processes are likely to be improved by the methods of the present invention.

特に、それらの技術的に確立された実装形態では、核酸含有量を減少させるためのプロセスは、一般的に、UV光またはフィルタリングを必要とする。これは、本発明のプロセスによって回避することができる。核酸含有量の減少は、長い核酸、特に、コード配列を含むものを指すと理解される。そのような長い核酸を本発明の方法で断片化することによって、より短い断片が得られ、この方法を微調整することによって、断片の平均長を制御することができる。長い核酸とは対照的に、断片は、通常、緩衝液などの組成物において許容され得る。核酸は、DNAおよびRNAを含む。 In particular, in those technically established implementations, processes for reducing nucleic acid content generally require UV light or filtering. This can be avoided by the process of the present invention. A reduction in nucleic acid content is understood to refer to long nucleic acids, especially those containing coding sequences. Fragmentation of such long nucleic acids by the method of the present invention yields shorter fragments, and by fine-tuning the method the average length of the fragments can be controlled. In contrast to long nucleic acids, fragments are generally tolerated in compositions such as buffers. Nucleic acids include DNA and RNA.

試薬および緩衝液の核酸汚染が不所望である例示的な分野は、法医学である。実施例1は、DNAの断片化を示す。 An exemplary field where nucleic acid contamination of reagents and buffers is undesirable is forensics. Example 1 demonstrates DNA fragmentation.

衛生および健康安全の確立された基準を満たす飲料水およびプールの水を提供するためには、典型的には、塩素またはオゾンなどの攻撃的な化学物質の使用が必要とされる。本発明は、そのような危険物質の取り扱いの省略を可能にする。 Providing drinking water and pool water that meets established standards of hygiene and health safety typically requires the use of aggressive chemicals such as chlorine or ozone. The present invention makes it possible to eliminate the handling of such hazardous materials.

多くの毒素、特に、ボツリヌス毒素、ジフテリア毒素、コレラ毒素、およびリシンなどの非常に毒性の高い化合物は、生物学的起源のものであり、本質的にタンパク質性である。本発明に従った「磁気誘導タンパク質分解」によるこれらの毒素の断片化は、ヒトと接触させるべき材料または組成物においてそれらが潜在的に存在することから生じるリスクを制御する好都合な手段である。原理の証明に関しては、実施例4を参照し、これは、本発明によって処理されると酵素の活性が消失することを示す。 Many toxins, especially highly toxic compounds such as botulinum toxin, diphtheria toxin, cholera toxin, and ricin, are of biological origin and are proteinaceous in nature. Fragmentation of these toxins by "magnetic-induced proteolysis" according to the present invention is a convenient means of controlling the risks arising from their potential presence in materials or compositions to be brought into contact with humans. For proof of principle, see Example 4, which shows that the activity of the enzyme is lost when treated according to the present invention.

以下のさらなる態様がそれに関連する:
第2の態様では、本発明は、緩衝液中の核酸含有量を減少させる方法であって、前記方法が、先に開示されている第1の態様の方法を含み、前記緩衝液が、前記溶液または懸濁液である、方法を提供する。好ましくは、前記核酸は、長い核酸、すなわち、1つ以上のコード配列を含む核酸である。
The following further aspects are related thereto:
In a second aspect, the invention provides a method of reducing nucleic acid content in a buffer, said method comprising the method of the previously disclosed first aspect, wherein said buffer comprises said A method is provided that is a solution or suspension. Preferably, said nucleic acid is a long nucleic acid, ie a nucleic acid comprising one or more coding sequences.

第3の態様では、本発明は、溶液または懸濁液中に存在する不所望な酵素活性を減少させる方法であって、前記方法が、先に開示されている第1の態様の方法を、前記酵素活性を含む前記溶液または懸濁液に適用することを含む、方法を提供する。実施例4を参照されたい。 In a third aspect, the invention provides a method of reducing unwanted enzymatic activity present in a solution or suspension, said method comprising: applying to said solution or suspension containing said enzymatic activity. See Example 4.

第4の態様では、本発明は、巨大分子毒素を含む溶液または懸濁液を解毒または滅菌する方法であって、前記方法が、第1の態様の方法を、巨大分子毒素を含む前記溶液または懸濁液に適用することを含む、方法を提供する。 In a fourth aspect, the invention provides a method of detoxifying or sterilizing a solution or suspension comprising a macromolecular toxin, said method comprising: A method is provided comprising applying to a suspension.

好ましくは、第2、第3、および第4の態様の前記方法は、先にさらに定義されている連続方式で実施される。 Preferably, said methods of the second, third and fourth aspects are performed in a continuous manner as further defined above.

第5の態様では、本発明は、少なくとも1個の分子中の少なくとも1個の共有結合を開裂するための変動磁場または振動磁場を生成するための磁性体および手段の使用を提供する。 In a fifth aspect, the invention provides use of magnetic materials and means for generating a varying or oscillating magnetic field for cleaving at least one covalent bond in at least one molecule.

第1の態様の方法の好ましい実施形態は、必要な変更を加えて、第5の態様の使用に適用される。 Preferred embodiments of the method of the first aspect apply mutatis mutandis to the use of the fifth aspect.

第6の態様では、本発明は、(a)導電体、好ましくは少なくとも1個のコイル、より好ましくはヘルムホルツコイル、(b)容器および/または容器アレイ、例えば、マイクロタイタープレート、ならびに(c)前記容器内の少なくとも1個の磁性体、または前記容器アレイ内の容器当たり少なくとも1個の磁性体を含むか、またはこれらからなり、
前記少なくとも1個の磁性体が、使用時に前記導電体によって、好ましくは前記導電体をコイルとして実装することによって、かつ前記容器または前記容器アレイが該コイル内に位置していることによって生成される磁場の影響下にあるように、要素(a)および(b)が構成されている、デバイスを提供する。
In a sixth aspect, the present invention provides (a) an electrical conductor, preferably at least one coil, more preferably a Helmholtz coil, (b) a vessel and/or array of vessels, such as a microtiter plate, and (c) comprising or consisting of at least one magnetic body in the container, or at least one magnetic body per container in the container array;
Said at least one magnetic body is produced in use by said electrical conductor, preferably by implementing said electrical conductor as a coil and by said container or said container array being located within said coil A device is provided in which elements (a) and (b) are configured to be under the influence of a magnetic field.

そのようなデバイスは、第1の態様の方法に合わせて調整される。留意すべきは、別々のコイルが各容器もしくは容器アレイに近接して配置されるという要件、または前記容器それぞれがそれ自体のコイルによって取り囲まれるという要件がないことである。代わりに、前記容器アレイを収容するのに適切な寸法の単一のコイルが使用され得る。この文脈において好ましいのは、拡張された空間領域にわたって均一な磁場を生成する先に開示されているヘルムホルツコイルである。 Such devices are adapted for the method of the first aspect. Note that there is no requirement that a separate coil be placed in close proximity to each vessel or array of vessels, or that each said vessel be surrounded by its own coil. Alternatively, a single coil of suitable dimensions can be used to accommodate the vessel array. Preferred in this context are the previously disclosed Helmholtz coils that produce a uniform magnetic field over an extended spatial region.

第1の態様の方法の好ましい実施形態は、これらが、導電体、容器(複数可)、および磁性体の詳細を提供する限り、必要な変更を加えて、第6の態様のデバイスに適用される。 Preferred embodiments of the method of the first aspect apply mutatis mutandis to the device of the sixth aspect, so long as they provide details of the electrical conductor, container(s) and magnetic body. be.

第6の態様のデバイスの好ましい実施形態では、前記デバイスは、制御ユニットをさらに備えるか、またはさらにこれからなり、前記制御ユニットは、第1の態様の方法を実施するように構成されている。 In a preferred embodiment of the device of the sixth aspect, said device further comprises or further consists of a control unit, said control unit being adapted to implement the method of the first aspect.

特に好ましい実施形態では、前記制御ユニットは、ロードされたコンピュータプログラム製品を有し、このコンピュータプログラム製品は、第1の態様の方法を実施するための命令を含む。 In a particularly preferred embodiment, said control unit has a loaded computer program product, said computer program product comprising instructions for implementing the method of the first aspect.

関連する態様では、本発明は、第1の態様の方法を実施するための命令を含むコンピュータプログラム製品を提供する。 In a related aspect, the invention provides a computer program product comprising instructions for performing the method of the first aspect.

第6の態様の好ましい実施形態では、前記デバイスは、液体ハンドリングロボットに備えられている。 In a preferred embodiment of the sixth aspect, said device is provided on a liquid handling robot.

これに関連するが、別の態様では、本発明は、第6の態様のデバイスを備える液体ハンドリングロボットを提供する。 Relatedly, but in another aspect, the invention provides a liquid handling robot comprising a device of the sixth aspect.

第7の態様では、本発明は、第1の態様の方法を実施するための、第6の態様のデバイスの使用を提供する。 In a seventh aspect the invention provides use of the device of the sixth aspect for performing the method of the first aspect.

第8の態様では、本発明は、(a)導電体、好ましくは少なくとも1個のコイル、より好ましくはヘルムホルツコイル、(b)少なくとも2つの開口部を有する少なくとも1個の容器、および(c)少なくとも1個の磁性体を含むか、またはこれらからなり、
要素(a)、(b)、および(c)が、(i)前記少なくとも1個の磁性体が、使用時に前記コイルによって生成される磁場の影響下にあるように、かつ(ii)使用時に管状要素を通って流れる液体が前記磁性体と接触するように構成されている、デバイスを提供する。
In an eighth aspect, the present invention provides (a) an electrical conductor, preferably at least one coil, more preferably a Helmholtz coil, (b) at least one container having at least two openings, and (c) comprising or consisting of at least one magnetic material;
Elements (a), (b) and (c) are arranged such that (i) said at least one magnetic body is under the influence of the magnetic field generated by said coil in use, and (ii) in use A device is provided wherein liquid flowing through the tubular element is configured to contact the magnetic material.

第1の態様の方法の好ましい実施形態は、これらが、導電体、管状要素、および磁性体の詳細を提供する限り、必要な変更を加えて、第8の態様のデバイスに適用される。 Preferred embodiments of the method of the first aspect apply mutatis mutandis to the device of the eighth aspect, so long as they provide details of the electrical conductors, tubular elements and magnetic bodies.

例えば、第8の態様の前記デバイスは、好ましくは、前記デバイスの使用時に前記磁性体の運動を著しく制限することなく、前記磁性体を保持するフィルタ、メッシュ、膜もしくはスポンジ、または前記磁性体を前記反応器に接続する細線、フィラメント、電線もしくはばねを備え得る。 For example, the device of the eighth aspect preferably includes a filter, mesh, membrane or sponge that retains the magnetic material, or the magnetic material, without significantly restricting movement of the magnetic material during use of the device. There may be wires, filaments, wires or springs connecting to the reactor.

該デバイスの特に好ましい実施形態は、分子量カットオフフィルタであるフィルタを含む。そのようなフィルタは、カットオフ未満の分子量を有する分子をすべて通過させながら、カットオフ超の分子量を有する物質をすべて保持する。そのような装備されたデバイスにサンプルを連続方式で通過させることによって、断片は、それらのサイズがカットオフ未満であるとフィルタを通過し、さらにより小さな断片へのさらなる断片化は生じないであろう。 A particularly preferred embodiment of the device includes a filter that is a molecular weight cutoff filter. Such filters retain all substances with molecular weights above the cutoff while allowing all molecules with molecular weights below the cutoff to pass. By passing the sample through such an equipped device in a continuous manner, fragments will pass through the filter if their size is below the cutoff and no further fragmentation into smaller fragments will occur. deaf.

これは、断片サイズの狭い分布を得るために使用され得る。
第9の態様では、本発明は、第2、第3および第4の態様、ならびにそれに関連する態様のうちのいずれか1つの方法を実施するための、第8の態様のデバイスの使用を提供する。
This can be used to obtain a narrow distribution of fragment sizes.
In a ninth aspect, the invention provides use of the device of the eighth aspect for carrying out the method of any one of the second, third and fourth aspects and aspects related thereto. do.

第10の態様では、本発明は、(a)容器および/または容器アレイ、(b)少なくとも1個の磁性体、好ましくは容器当たり少なくとも1個の磁性体、(c)導電体、ならびに(d)任意選択的に、第6の態様のデバイスを組み立てるための、および/または第1の態様の方法を実施するための指示を有するマニュアルを含むか、またはこれらからなる、キットを提供する。 In a tenth aspect, the present invention provides (a) a container and/or container array, (b) at least one magnetic body, preferably at least one magnetic body per container, (c) an electrical conductor, and (d) ) Optionally, providing a kit comprising or consisting of a manual having instructions for assembling the device of the sixth aspect and/or for performing the method of the first aspect.

マイクロタイタープレートなどの技術的に確立されているアレイを含む任意の容器アレイが使用され得ると理解される。アレイは、二次元(例えば、8×12、ならびに例えば384および1536個の容器を有するより高密度の既知のマイクロタイタープレート)または一次元(「ストリップ」と称される)、例えば、8または12個の容器を有するものであり得る。 It is understood that any container array can be used, including arrays established in the art such as microtiter plates. Arrays may be two-dimensional (e.g., 8 x 12, and the higher density known microtiter plates with, e.g., 384 and 1536 vessels) or one-dimensional (referred to as "strips"), e.g., 8 or 12 It can have individual containers.

第1の態様の方法の好ましい実施形態は、これらが、導電体、容器(複数可)、および磁性体の詳細を提供する限り、必要な変更を加えて、第10の態様のキットに適用される。 Preferred embodiments of the method of the first aspect apply mutatis mutandis to the kit of the tenth aspect, so long as they provide details of the electrical conductor, container(s) and magnetic material. be.

関連する態様では、(a)の容器または容器アレイの代わりに管状要素などのフロースルー反応器を備えるキットが提供される。 In a related aspect, a kit is provided that includes a flow-through reactor, such as a tubular element, in place of the container or container array of (a).

これらのキットは、先にさらに開示されているように、ユーザが本発明のデバイスを組み立てることを可能にする構成要素を提供する。また、キットは、前記構成要素が別々に提供されることに基づいて、ユーザにある程度の柔軟性を与えるか、または本発明の所望の用途の要件に適合した調整されたデバイスを組み立てることを可能にする。 These kits provide the components that allow the user to assemble the device of the invention, as further disclosed above. Kits also allow the user some flexibility, based on the components being provided separately, or to assemble tailored devices that meet the requirements of the desired application of the invention. to

好ましい実施形態では、前記キットは、先に定義されている溶液または懸濁液を調製するための1つ以上の緩衝液をさらに含むか、またはさらにこれらからなる。 In a preferred embodiment, said kit further comprises or consists of one or more buffers for preparing the previously defined solutions or suspensions.

さらなる好ましい実施形態では、前記キットは、タンパク質、酵素、化学物質、および触媒から選択される1つ以上のものをさらに含むか、またはさらにこれらからなる。 In a further preferred embodiment, said kit further comprises or consists of one or more selected from proteins, enzymes, chemicals and catalysts.

第1レーン:100bp DNAラダー。左側:酵母は煮沸しただけであった。DNAはポケットに残り、アガロースゲルに移動しなかった。右側:酵母は磁気断片化で処理した。ポケット内のシグナルが減少し、DNA断片の暗影(cloud)がゲル内で観察できる。First lane: 100 bp DNA ladder. Left: the yeast was only boiled. The DNA remained in the pocket and did not migrate to the agarose gel. Right: yeast treated with magnetic fragmentation. The signal in the pocket is reduced and a cloud of DNA fragments can be seen in the gel. マーカー:PageRuler(商標)Plus染色済みタンパク質ラダー。「断片化」:磁気断片化によって処理されたタンパク質。CA:炭酸脱水酵素。BSA:ウシ血清アルブミン。NIST:NISTヒト抗体。GP:グリコーゲンホスホリラーゼ。Markers: PageRuler™ Plus pre-stained protein ladder. "Fragmentation": Proteins that have been processed by magnetic fragmentation. CA: carbonic anhydrase. BSA: bovine serum albumin. NIST: NIST human antibody. GP: glycogen phosphorylase. SDS-PAGEゲル(実施例3)SDS-PAGE gel (Example 3) アガロースゲル(実施例3)Agarose gel (Example 3) 炭酸脱水酵素の開裂(SDS-PAGE)Cleavage of carbonic anhydrase (SDS-PAGE) サンプルのSDS-PAGE。マーカー:Page Ruler Plus。すべてのサンプル#1~#12について、サンプル「開始」と比較した場合に、無傷の炭酸脱水酵素の量がより少ないことが観察される。炭酸脱水酵素の濃度は、磁気開裂に基づいて低下した。SDS-PAGE of samples. Markers: Page Ruler Plus. A lower amount of intact carbonic anhydrase is observed for all samples #1-#12 when compared to sample 'Start'. The concentration of carbonic anhydrase decreased upon magnetic cleavage.

実施例は、本発明を説明するものである。
実施例1
DNAの磁気断片化
材料
100μgのタンパク質を含有する新鮮なS.セレビシエ(S.cerevisiae)ペレットをすべての実験に使用した。円筒形の2mm×2mmのサマリウムコバルト磁石を磁性体として使用した。ゲルは、Nippon Geneticsのミドリグリーン(MG10)で染色した。1×TAEは、50×TAE(200mlのHO中に入った48.44gのTris、12.1mlの酢酸、3.7224gのEDTA)からの希釈液によって調製した。100bp DNAラダーは、Nippon Genetics(MWD100)から使用した。0.2gのクレゾールレッド(114472-5G)+9mlのグリセロール(G6279-500ML)+21mlのHOを混合することによって、6×DNAローディング緩衝液を調製した。ゲル調製のためのアガロースは、Nippon Geneticsから購入した(Ag01;#D00248)。
The examples illustrate the invention.
Example 1
Magnetic Fragmentation of DNA Materials Fresh S. cerevisiae containing 100 μg of protein. S. cerevisiae pellets were used for all experiments. Cylindrical 2mm x 2mm samarium cobalt magnets were used as magnets. Gels were stained with Midori Green (MG10) from Nippon Genetics. 1×TAE was prepared by dilution from 50×TAE (48.44 g Tris, 12.1 ml acetic acid, 3.7224 g EDTA in 200 ml H 2 O). A 100 bp DNA ladder was used from Nippon Genetics (MWD100). A 6x DNA loading buffer was prepared by mixing 0.2 g cresol red (114472-5G) + 9 ml glycerol (G6279-500ML) + 21 ml H2O . Agarose for gel preparation was purchased from Nippon Genetics (Ag01; #D00248).

方法
アガロースゲルは、煮沸によって、1.2gのアガロースを60mlの1×TAE中で希釈することで調製した。溶液が冷めた後に、5μlのミドリグリーンを添加し、小さなゲルを注いだ。サンプル調製物は、常に100μgの酵母S.セレビシエ細胞を用いて調製した。細胞を、100μlのHO、pH7で可溶化し、95℃および1000rpmで10分間煮沸した。磁気断片化処理のために、サマリウムコバルト磁石を加え、細胞を、160Hzの周波数の磁場において、約1mTの磁束密度で4時間さらにインキュベートした。2μlの6×ローディングダイを10μlの各サンプルに添加し、アガロースゲルにロードした。DNAラダーサンプルを直接的にロードした。ゲルを100Vで約1時間泳動した。
Method Agarose gel was prepared by diluting 1.2 g of agarose in 60 ml of 1×TAE by boiling. After the solution had cooled, 5 μl of Midori Green was added and a small gel was poured. Sample preparations always contained 100 μg of yeast S. cerevisiae. It was prepared using S. cerevisiae cells. Cells were solubilized with 100 μl H 2 O, pH 7 and boiled at 95° C. and 1000 rpm for 10 minutes. For magnetic fragmentation, a samarium-cobalt magnet was added and the cells were further incubated for 4 hours at a magnetic flux density of approximately 1 mT in a magnetic field with a frequency of 160 Hz. 2 μl of 6× loading dye was added to 10 μl of each sample and loaded onto the agarose gel. DNA ladder samples were loaded directly. The gel was run at 100V for approximately 1 hour.

結果
図1およびその説明を参照されたい。
Results See Figure 1 and its description.

考察
煮沸されているがそれ以外は未処理の酵母DNAは、大き過ぎるため、期待通りにアガロースゲルに移動することができない。それぞれのレーンは、DNA断片がないように見えるため、酵母のゲノムDNAを使用してDNA断片化を示すことができる。磁気断片化による処理後に、200~1500bpの長さの様々なサイズの断片の範囲を示す暗影がDNAゲルにおいて見られる。
Discussion Boiled but otherwise untreated yeast DNA is too large to migrate on an agarose gel as expected. Each lane appears free of DNA fragments, so yeast genomic DNA can be used to indicate DNA fragmentation. After treatment by magnetic fragmentation, dark shading is seen in the DNA gel indicating a range of fragments of various sizes ranging from 200 to 1500 bp in length.

実施例2
タンパク質の磁気断片化
材料
炭酸脱水酵素(CA、sol.02.04.19)、BSA(BioRad、64124165)、NIST mAb(14HBD-D-002、sol.16.02.19)、およびグリコーゲンホスホリラーゼ(GP、sol.25.03.19)を断片化実験に使用した。PageRuler(商標)Plus染色済みタンパク質ラダー、10~250kDaをマーカーとして使用した(Thermo Scientific(商標)、11832124)。円筒形の3mm×3mmのNdFeB磁石を磁性体として使用した。PAAゲルをゲル電気泳動に使用した(BioRad Criterion Midi、64316288)。4×Laemmliサンプル緩衝液(BioRad、64172364)を使用して、ゲル電気泳動のためのサンプルを調製した。1×泳動緩衝液(25mMのTris、0.1%のSDS、192mMのグリシン;BioRad、20200415)を電気泳動中に使用した。ゲルをクマシーブリリアントブルーR-250(BioRad 64105295)によって染色した。ゲルを脱色するために、10%の酢酸(BioRad、20200420)を使用した。
Example 2
Magnetic Fragmentation of Proteins Materials Carbonic anhydrase (CA, sol.02.04.19), BSA (BioRad, 64124165), NIST mAb (14HBD-D-002, sol.16.02.19), and glycogen phosphorylase ( GP, sol.25.03.19) was used for fragmentation experiments. A PageRuler™ Plus pre-stained protein ladder, 10-250 kDa was used as a marker (Thermo Scientific™, 11832124). A cylindrical 3 mm×3 mm NdFeB magnet was used as the magnetic body. PAA gel was used for gel electrophoresis (BioRad Criterion Midi, 64316288). Samples were prepared for gel electrophoresis using 4x Laemmli sample buffer (BioRad, 64172364). 1× running buffer (25 mM Tris, 0.1% SDS, 192 mM glycine; BioRad, 20200415) was used during electrophoresis. Gels were stained with Coomassie Brilliant Blue R-250 (BioRad 64105295). 10% acetic acid (BioRad, 20200420) was used to destain the gel.

方法
超純水中に入った1μg/μlの濃度の100μgのタンパク質を、120Hzの設定値によって、約1mTの磁束密度で、1cmの内径に200回の巻線を有する単一コイルセットアップにおいて、単一のエッペンドルフ1.5mL容器について、18時間、磁気断片化によって処理した。15μgのタンパク質を含有する15μlの溶液を各5μlの4×ローディングダイ(Laemmli緩衝液)と混合し、合計20μlをPAAゲルにロードした。SDS-PAGEは、200Vで40分間実施した。クマシーブリリアントブルー溶液を使用してゲルを1時間染色した。脱色は、脱色溶液を用いて電子レンジにおいて440Wで行い、10分間加熱し、1分間冷却し、次いで、水で濯いだ。このサイクルを1回繰り返した。
METHODS 100 μg of protein at a concentration of 1 μg/μl in ultrapure water was quantified in a single coil setup with 200 windings on a 1 cm inner diameter at a setting of 120 Hz at a flux density of approximately 1 mT. One Eppendorf 1.5 mL vessel was processed by magnetic fragmentation for 18 hours. 15 μl of solution containing 15 μg protein was mixed with 5 μl each of 4× loading dye (Laemmli buffer) and a total of 20 μl was loaded onto the PAA gel. SDS-PAGE was performed at 200V for 40 minutes. The gel was stained for 1 hour using Coomassie Brilliant Blue solution. Decolorization was performed in a microwave oven at 440 W using the decolorization solution, heated for 10 minutes, cooled for 1 minute and then rinsed with water. This cycle was repeated once.

結果
図2を参照されたい。
Results See Figure 2.

考察
すべてのタンパク質は、明らかに減少したシグナルを示し、わずかなシグナルしか処理後に残っていない。これは、既存のタンパク質の断片化および除去を明確に示す。生成された断片は、ペプチドがSDS-PAGEで十分に染色されていないため、期待通りにはっきりと見ることはできない。
DISCUSSION All proteins show a clearly reduced signal, with only a small signal remaining after treatment. This clearly indicates fragmentation and removal of pre-existing proteins. The generated fragments cannot be seen clearly as expected because the peptides are poorly stained in SDS-PAGE.

実施例3:幅広いパラメータにわたって同じパラメータを使用した異なる化合物クラスの断片
材料
パリレンコーティングを有するネオジム永久磁石を使用した(円筒形;2mm×2mm)。さらなる非磁性体には、シリカビーズ(直径1mm)を使用した。SDS-PAGE分析のための試薬は、BioRadによって提供された:Criterion Midi Gelをゲル電気泳動に使用し、タンパク質ローディングダイは、4×Laemmliサンプル緩衝液であり、ゲルのための染色緩衝液は、クマシーブリリアントブルーR-250であった。泳動緩衝液は、25mMのTris、0.1%のSDS、および192mMのグリシンで自作し、脱色緩衝液は、脱イオン水中に入った10%の酢酸であった。タンパク質サイズマーカーとしては、Thermo FisherのPage Ruler Plusを使用した。
Example 3: Sections of different compound classes using the same parameters over a wide range of parameters Materials Neodymium permanent magnets with parylene coating were used (cylindrical; 2 mm x 2 mm). Silica beads (1 mm diameter) were used as additional non-magnetic materials. Reagents for SDS-PAGE analysis were provided by BioRad: Criterion Midi Gel was used for gel electrophoresis, protein loading dye was 4× Laemmli sample buffer, and staining buffer for the gel was It was Coomassie Brilliant Blue R-250. Running buffer was home-made with 25 mM Tris, 0.1% SDS, and 192 mM glycine, and destaining buffer was 10% acetic acid in deionized water. Thermo Fisher's Page Ruler Plus was used as a protein size marker.

DNAゲル分析のための試薬は、Nippon Geneticsによって提供された:アガロースゲルのためのアガロース、DNAのための蛍光色素としてのミドリグリーン。DNAローディング緩衝液は、0.2gのクレゾールレッドおよび9mlのグリセロールで自作した。泳動緩衝液は、自作の50×TAE緩衝液(200mlのHO中に入った48.44gのTris、12.1mlの酢酸、3.7224gのEDTA)から希釈した1×TAE緩衝液であった。DNA断片化を示すために、自社製の酵母ペレット(OD600=0.6の超純水中に入った1mlのS.セレビシエ溶液に由来)を使用した。タンパク質の断片化は、Sigma Aldrichの炭酸脱水酵素(CA)を用いて実証した。 Reagents for DNA gel analysis were provided by Nippon Genetics: agarose for agarose gels, Midori green as fluorescent dye for DNA. DNA loading buffer was made with 0.2 g cresol red and 9 ml glycerol. Running buffer was 1×TAE buffer diluted from home-made 50×TAE buffer (48.44 g Tris, 12.1 ml acetic acid, 3.7224 g EDTA in 200 ml H 2 O). rice field. In-house yeast pellets (from 1 ml of S. cerevisiae solution in ultrapure water at OD 600 =0.6) were used to demonstrate DNA fragmentation. Protein fragmentation was demonstrated using carbonic anhydrase (CA) from Sigma Aldrich.

ヘルムホルツコイルセットアップ(円周440mm、コイルの高さ15mm、70回の巻線、6層、1層当たり12回の巻線)を使用して、外部の振動磁場を生成した。定義された周波数で方形波を作成するために、オンライントーンジェネレータ(https://onlinetonegenerator.com/)をアンプ(SMSL SA-50 2×50W)と組み合わせて使用した。 A Helmholtz coil setup (440 mm circumference, 15 mm coil height, 70 windings, 6 layers, 12 windings per layer) was used to generate the external oscillating magnetic field. An online tone generator (https://onlinetonegenerator.com/) was used in combination with an amplifier (SMSL SA-50 2×50 W) to generate square waves at defined frequencies.

方法
電界強度の範囲で断片化を実証するために、3つの周波数を選択した:70Hz、100Hz、130Hz。
Methods Three frequencies were chosen to demonstrate fragmentation over a range of field strengths: 70 Hz, 100 Hz, 130 Hz.

周波数の設定値当たり3つの標準酵母ペレットを使用して、DNAサンプルを処理した。ペレットを、100μlの超純水に再懸濁し、0.5mlのスクリューキャップ管に移し、1個の磁石および5個のさらなる非磁性体(先を参照)を加えた。 DNA samples were processed using three standard yeast pellets per frequency setting. The pellet was resuspended in 100 μl ultrapure water, transferred to a 0.5 ml screw cap tube, and 1 magnet and 5 additional non-magnetic objects (see above) were added.

タンパク質サンプルを処理するために、周波数の設定値当たり100μlの超純水において各25μgのCAの3つのアプローチを行い、1個の磁石および5個のさらなる非磁性体を加えた。 To process protein samples, three approaches of 25 μg CA each in 100 μl ultrapure water per frequency setting were performed and one magnet and five additional non-magnetic bodies were added.

抵抗を決定するために、ヘルムホルツコイルと直列に接続された長さ2.6mのケーブルを測定したところ、0.5オームであった。 To determine the resistance, a 2.6 m long cable connected in series with the Helmholtz coil was measured to be 0.5 ohms.

各実験の前に、ガウスメータを較正し、コイルの固定位置での磁場強度を測定した。その後、サンプルをコイルに配置し、プロセスを開始した。電圧結果をアンプで測定し、コイルの電圧をコイルの最初および最後の巻線において直接的に測定した。 Before each experiment, the gaussmeter was calibrated and the magnetic field strength was measured at a fixed position of the coil. The sample was then placed in the coil and the process started. The voltage results were measured with an amplifier and the coil voltage was measured directly at the first and last winding of the coil.

すべてのサンプルを2時間処理した。
測定値を記録し、以下の式を使用して電流を計算した(表1を参照):
I=V/R、ただし、R=0.5オーム
処理後に、20μlの炭酸脱水酵素サンプル(5μgの炭酸脱水酵素を含有する)を7μlの4倍タンパク質ローディングダイと混合し、1000rpmで10分間振とうしながら95℃で煮沸した。次いで、サンプルを、同じ手法で調製した投入サンプル(5μgの断片化されていない炭酸脱水酵素を含有する)と一緒にSDS-PAGEゲルにロードした。ゲル電気泳動は、200Vで40分間行った。20μlの酵母サンプルを、4μlの6倍DNAローディングダイとともに添加し、アガロースゲルに直接的にロードした。陽性対照については、S.セレビシエペレット(先のもの)を水に再懸濁し、1000rpmで振とうしながら95℃で10分間煮沸し、超音波処理した(10サイクル、30秒のオン/オフ、Diagenode Bioruptur)。陰性対照は、未処理の酵母DNAのサンプルであった(断片化または超音波処理なしで再懸濁した酵母20μl)。
All samples were processed for 2 hours.
Measurements were recorded and the current was calculated using the following formula (see Table 1):
I=V/R, where R=0.5 ohms After treatment, 20 μl of carbonic anhydrase sample (containing 5 μg of carbonic anhydrase) was mixed with 7 μl of 4x protein loading dye and shaken at 1000 rpm for 10 minutes. It was boiled at 95°C while stirring. Samples were then loaded on an SDS-PAGE gel together with an input sample (containing 5 μg of unfragmented carbonic anhydrase) prepared in the same manner. Gel electrophoresis was performed at 200V for 40 minutes. 20 μl of yeast sample was added with 4 μl of 6x DNA loading dye and loaded directly onto the agarose gel. For positive controls, S. The cerevisiae pellet (previous) was resuspended in water, boiled at 95° C. for 10 minutes with shaking at 1000 rpm, and sonicated (10 cycles, 30 seconds on/off, Diagenode Bioruptur). The negative control was a sample of untreated yeast DNA (20 μl yeast resuspended without fragmentation or sonication).

アガロースゲルの調製:
1.2gのアガロースを、完全に溶解するまで440Wの電子レンジで段階的に煮沸することによって、60mlの1×TAE緩衝液に再懸濁した。溶液が冷めた後に、5μlのミドリグリーンを添加し、12・6cmの寸法を有する小さなゲルを注いだ。電気泳動は、100Vで1時間行った。
Preparation of agarose gel:
1.2 g of agarose was resuspended in 60 ml of 1×TAE buffer by stepwise boiling in a 440 W microwave oven until completely dissolved. After the solution had cooled, 5 μl of Midori green was added and a small gel with dimensions of 12.6 cm was poured. Electrophoresis was performed at 100V for 1 hour.

結果 result

Figure 2023525333000001
Figure 2023525333000001

Figure 2023525333000002
Figure 2023525333000002

Figure 2023525333000003
Figure 2023525333000003

図3および4も参照されたい。
サンプルは、周波数の昇順でロードした。CA0は、開始サンプル、すなわち、記載されているヘルムホルツコイルでの処理前の炭酸脱水酵素である。これは、25kDa~35kDaの間に明確なバンドを形成する。CA1~CA9は、処理された炭酸脱水酵素サンプルである。ゲル内のバンドは消失している。
See also FIGS.
Samples were loaded in ascending order of frequency. CA0 is the starting sample, ie carbonic anhydrase before treatment with the described Helmholtz coil. This forms a distinct band between 25 kDa and 35 kDa. CA1-CA9 are treated carbonic anhydrase samples. Bands in the gel have disappeared.

サンプルは、周波数の昇順でロードした。酵母0は、開始サンプル、すなわち、記載されているヘルムホルツコイルでの処理前の酵母である。1つの明るいDNAバンドを見ることができ、期待通りにレーンのローディングバッグ(loading bag)に付着している。Y1~Y9は、処理された酵母サンプルである。各レーンは、レーンに分布する色あせた明るいDNA含有量を示す。DNA CO(対照)は、煮沸および超音波処理した酵母である。色あせたわずかだけ明るいDNA含有量をレーンにおいて見ることができる。 Samples were loaded in ascending order of frequency. Yeast 0 is the starting sample, ie yeast before treatment with the described Helmholtz coil. One bright DNA band can be seen and adheres to the lane loading bag as expected. Y1-Y9 are treated yeast samples. Each lane shows faded bright DNA content distributed across the lane. DNA CO (control) is boiled and sonicated yeast. A faded and only slightly brighter DNA content can be seen in the lane.

考察
計算された磁束密度は、測定値と一致していた(表3を参照)。タンパク質の断片化は、周波数70Hz~130Hzの試験範囲(図3を参照)または磁束密度1.85mT~3.58mTの試験範囲でそれぞれ生じた。同じ範囲でDNAの断片化が生じた(図4を参照)。
Discussion The calculated flux densities were consistent with the measurements (see Table 3). Protein fragmentation occurred in the test range of frequencies from 70 Hz to 130 Hz (see Figure 3) or magnetic flux densities from 1.85 mT to 3.58 mT, respectively. Fragmentation of DNA occurred in the same range (see Figure 4).

したがって、広範囲のパラメータにわたってタンパク質と同じ設定でDNAを断片化することができると結論付けることができる。 It can therefore be concluded that DNA can be fragmented with the same settings as proteins over a wide range of parameters.

実施例4~8:これらの実施例は、本発明の方法が、方法を制御するために使用され得る広範囲のパラメータにわたって上手く機能することを実証している。 Examples 4-8: These examples demonstrate that the method of the present invention works well over a wide range of parameters that can be used to control the method.

実施例4:異なる時間間隔における単一タンパク質の磁気開裂
材料
パリレンコーティングを有するネオジム永久磁石を使用した(円筒形;2mm×2mm)。さらなる非磁性体には、セラミックビーズ(直径1mm)を使用した。炭酸脱水酵素(CA)は、Sigma Aldrichによって提供された。ペプチドのクリーンアップには、PreOmicsのiST緩衝液を使用した(キットとして入手可能)。超純水(LC-MSグレード)は、Thermo Fisherによって提供された。
Example 4: Magnetic Cleavage of a Single Protein at Different Time Intervals Materials Neodymium permanent magnets with parylene coating were used (cylindrical; 2 mm x 2 mm). Ceramic beads (1 mm diameter) were used for the additional non-magnetic material. Carbonic anhydrase (CA) was provided by Sigma Aldrich. PreOmics iST buffer was used for peptide cleanup (available as a kit). Ultrapure water (LC-MS grade) was provided by Thermo Fisher.

ヘルムホルツコイルセットアップを使用して、外部の振動磁場を生成した。方形波を模倣するようにプログラムされたカスタマイズされた電源を使用した。 A Helmholtz coil setup was used to generate an external oscillating magnetic field. A customized power supply programmed to mimic a square wave was used.

SDS-PAGE分析のための試薬は、BioRadによって提供された:Criterion Midi Gelをゲル電気泳動に使用し、タンパク質ローディングダイは、4×Laemmliサンプル緩衝液であり、ゲルのための染色緩衝液は、クマシーブリリアントブルーR-250であった。泳動緩衝液は、25mMのTris、0.1%のSDS、および192mMのグリシンで自作し、脱色緩衝液は、脱イオン水中に入った10%の酢酸であった。タンパク質サイズマーカーとしては、Thermo FisherのPage Ruler Plusを使用した。 Reagents for SDS-PAGE analysis were provided by BioRad: Criterion Midi Gel was used for gel electrophoresis, protein loading dye was 4× Laemmli sample buffer, and staining buffer for the gel was It was Coomassie Brilliant Blue R-250. Running buffer was home-made with 25 mM Tris, 0.1% SDS, and 192 mM glycine, and destaining buffer was 10% acetic acid in deionized water. Thermo Fisher's Page Ruler Plus was used as a protein size marker.

方法
サンプル当たり、100μlの超純水中に入った50μgの炭酸脱水酵素を、1個の磁石および5個のさらなる非磁石体を使用して、ヘルムホルツコイルを有する0.5mlのスクリューキャップ管内で処理した(材料を参照)。電源は、以下の設定に設定した:
FreqGen:250000;PWM期間:8191;PWM値:4000(120Hzの周波数および1.4~1.6Vの電流に相当)。
Method 50 μg of carbonic anhydrase in 100 μl of ultrapure water per sample are processed in 0.5 ml screw cap tubes with Helmholtz coils using 1 magnet and 5 additional non-magnetic bodies. (see Materials). Power was set to the following settings:
FreqGen: 250000; PWM period: 8191; PWM value: 4000 (corresponding to a frequency of 120Hz and a current of 1.4-1.6V).

インキュベーション時間ごとに、サンプルの複製を作成し、以下のように分割した:
- サンプル#1および#2の場合、10分
- サンプル#3および#4の場合、30分
- サンプル#5および#6の場合、60分
- サンプル#7および#8の場合、120分
インキュベーション後に、10μlのサンプル#3~#8をSDSゲルにロードし、SDS-PAGEを200Vで40分間実施した。処理前の濃度を示すために、5μgの炭酸脱水酵素のサンプルもゲルにロードし、これは、10μl中で0.5μg/μl=5μgであった。図5を参照されたい。
For each incubation time, duplicate samples were made and split as follows:
- 10 minutes for samples #1 and #2 - 30 minutes for samples #3 and #4 - 60 minutes for samples #5 and #6 - 120 minutes for samples #7 and #8 After incubation , 10 μl of samples #3-#8 were loaded on an SDS gel and SDS-PAGE was performed at 200V for 40 minutes. A sample of 5 μg of carbonic anhydrase was also loaded on the gel to show the concentration before treatment, which was 0.5 μg/μl = 5 μg in 10 μl. See FIG.

残りの溶液を100μlのSTOP緩衝液(PreOmics iSTキットを参照)とともに添加し、PreOmics iSTプロトコルに記載されているように、以下のペプチドのクリーンアップを実行した。溶出したペプチド溶液を、すべての液体が蒸発するまで45℃のSpeedVacにおいて乾燥させ、ペレットを16μlのLC-LOAD緩衝液において溶解させた(PreOmics iSTキットを参照)。2μlの溶解したペプチドをLC-MSにロードした。サンプルは、Thermo LTQ Orbitrap XLと組み合わされたThermoFisher Scientific Easy n-LC 1200システムで分析した。45分の勾配を適用して自社製のC18カラムにおいてペプチドを分離し、DDA Top 10法を使用してタンデム質量分析を実施した。デフォルト設定のMaxQuantソフトウェアを使用して、MS/MSデータを酵母データベースに対して検索した。 The remaining solution was added along with 100 μl of STOP buffer (see PreOmics iST kit) and the following peptide cleanup was performed as described in the PreOmics iST protocol. The eluted peptide solution was dried in a 45° C. SpeedVac until all liquid was evaporated and the pellet dissolved in 16 μl LC-LOAD buffer (see PreOmics iST kit). 2 μl of dissolved peptide was loaded onto the LC-MS. Samples were analyzed on a ThermoFisher Scientific Easy n-LC 1200 system coupled with a Thermo LTQ Orbitrap XL. Peptides were separated on an in-house C18 column applying a 45 minute gradient and tandem mass spectrometry was performed using the DDA Top 10 method. MS/MS data were searched against the yeast database using MaxQuant software with default settings.

結果 result

Figure 2023525333000004
Figure 2023525333000004

考察
SDS-PAGE分析は、炭酸脱水酵素サンプルの入力濃度と比較して、断片化後の残留している無傷の炭酸脱水酵素を示す。断片化は、30分から始まり120分後に断片化が完了するまで、異なる時間内で生じることが実証された。
Discussion SDS-PAGE analysis shows remaining intact carbonic anhydrase after fragmentation compared to the input concentration of the carbonic anhydrase sample. Fragmentation was demonstrated to occur within different times, starting at 30 minutes and ending with complete fragmentation after 120 minutes.

ペプチドの分析は、全試験時間にわたって磁気開裂が生じたことを示す。インキュベーションの各期間から、炭酸脱水酵素の開裂に由来するペプチドが明らかになった。 Analysis of the peptide shows that magnetic cleavage occurred over the entire test time. Each period of incubation revealed peptides derived from carbonic anhydrase cleavage.

実施例5:異なる周波数でのタンパク質の磁気開裂
材料
ネオジム永久磁石を使用した(円筒形;2mm×2mm)。ペプチドのクリーンアップには、PreOmicsのiST緩衝液を使用した(キットとして入手可能)。超純水(LC-MSグレード)は、Thermo Fisherによって提供された(pH7)。100μgのタンパク質を含有する自社製の酵母ペレット(OD600=0.6の超純水中に入った1mlのS.セレビシエ溶液に由来)を、完全なプロテオームを有するサンプルとして使用した。
Example 5: Magnetic Cleavage of Proteins at Different Frequencies Materials Neodymium permanent magnets were used (cylindrical; 2 mm x 2 mm). PreOmics iST buffer was used for peptide cleanup (available as a kit). Ultrapure water (LC-MS grade) was provided by Thermo Fisher (pH 7). An in-house yeast pellet (from 1 ml of S. cerevisiae solution in ultrapure water with OD 600 =0.6) containing 100 μg of protein was used as a sample with a complete proteome.

単一のコイルセットアップ(8個の小さなコイルが直列になっており、1個のコイルは1個の反応容器を含み、1個のコイルの直径は1.1cmであり、コイルは2.0cmの高さにまでなる)を使用して、外部の振動磁場を生成した。定義された周波数で方形波を作成するために、オンライントーンジェネレータ(https://onlinetonegenerator.com/)をアンプ(SMSL SA-50 2×50W)と組み合わせて使用した。 Single coil set-up (8 small coils in series, one coil containing one reaction vessel, one coil diameter 1.1 cm, coil diameter 2.0 cm) height) was used to generate an external oscillating magnetic field. An online tone generator (https://onlinetonegenerator.com/) was used in combination with an amplifier (SMSL SA-50 2×50 W) to generate square waves at defined frequencies.

方法
周波数の設定値当たり2つの標準酵母ペレットを使用した。ペレットを、1.5mlの反応容器中に入った100μlの超純水に再懸濁し、サンプル当たり1個の磁石を加えた。サンプルを、12Vおよび様々な周波数の設定値で、15分間、上記のコイルセットアップでインキュベートした。
Method Two standard yeast pellets were used per frequency setting. The pellet was resuspended in 100 μl ultrapure water in a 1.5 ml reaction vessel and one magnet was added per sample. Samples were incubated in the coil setup described above for 15 minutes at 12 V and various frequency settings.

Figure 2023525333000005
Figure 2023525333000005

インキュベーション後に、PreOmics iST緩衝液を使用して、標準的なiSTプロトコルに従ってサンプルを精製した。 After incubation, samples were purified according to standard iST protocols using PreOmics iST buffer.

溶出後に、サンプルをSpeedVac(45℃)において乾燥させ、40μlのLC-Load(PreOmics iST緩衝液)に再懸濁した。 After elution, samples were dried in a SpeedVac (45° C.) and resuspended in 40 μl LC-Load (PreOmics iST buffer).

2μlの溶解したペプチドをLC-MSにロードした。サンプルは、Thermo LTQ Orbitrap XLと組み合わされたThermoFisher Scientific Easy n-LC 1200システムで分析した。45分の勾配を適用して自社製のC18カラムにおいてペプチドを分離し、DDA Top 10法を使用してタンデム質量分析を実施した。デフォルト設定のMaxQuantソフトウェアを使用して、MS/MSデータを酵母データベースに対して検索した。 2 μl of dissolved peptide was loaded onto the LC-MS. Samples were analyzed on a ThermoFisher Scientific Easy n-LC 1200 system coupled with a Thermo LTQ Orbitrap XL. Peptides were separated on an in-house C18 column applying a 45 minute gradient and tandem mass spectrometry was performed using the DDA Top 10 method. MS/MS data were searched against the yeast database using MaxQuant software with default settings.

結果 result

Figure 2023525333000006
Figure 2023525333000006

考察
実験は、タンパク質が異なる周波数で開裂されることを示した。120Hzおよび1000Hzの重なった周波数の場合、特に良好な結果が得られた。
Discussion Experiments have shown that proteins are cleaved at different frequencies. Particularly good results have been obtained for overlapping frequencies of 120 Hz and 1000 Hz.

単一の周波数の場合、明らかにされたペプチドの量は、240Hz付近の周波数で特に高いことが見出された。 For a single frequency, the amount of peptide revealed was found to be particularly high at frequencies around 240 Hz.

実施例6:異なる数の磁石を使用したタンパク質の磁気開裂
材料
永久ネオジム磁石を使用した(球状、直径2mm、ニッケルめっき)。ペプチドのクリーンアップには、PreOmicsのiST緩衝液を使用した(キットとして入手可能)。超純水(LC-MSグレード)は、Thermo Fisherによって提供された(pH7)。自社製の酵母ペレット(OD600=0.6の1mlのS.セレビシエ溶液に由来)を、完全なプロテオームを有するサンプルとして使用した。
Example 6: Magnetic Cleavage of Proteins Using Different Number of Magnets Materials Permanent neodymium magnets were used (spherical, 2 mm diameter, nickel plated). PreOmics iST buffer was used for peptide cleanup (available as a kit). Ultrapure water (LC-MS grade) was provided by Thermo Fisher (pH 7). An in-house yeast pellet (from 1 ml S. cerevisiae solution at OD 600 =0.6) was used as a sample with a complete proteome.

単一のコイルセットアップ(8個の小さなコイルが直列になっており、1個のコイルは1個の反応容器を含み、1個のコイルの直径は1.1cmであり、コイルは2.0cmの高さにまでなる)を使用して、外部の振動磁場を生成した。定義された周波数で方形波を作成するために、オンライントーンジェネレータ(https://onlinetonegenerator.com/)をアンプ(SMSL SA-50 2×50W)と組み合わせて使用した。 Single coil set-up (8 small coils in series, one coil containing one reaction vessel, one coil diameter 1.1 cm, coil diameter 2.0 cm) height) was used to generate an external oscillating magnetic field. An online tone generator (https://onlinetonegenerator.com/) was used in combination with an amplifier (SMSL SA-50 2×50 W) to generate square waves at defined frequencies.

方法
磁石の数量当たり2つの標準酵母ペレットを使用した。ペレットを、1.5mlの反応容器中に入った100μlの超純水に再懸濁し、規定量の磁石をサンプルに加えた。
サンプル#1および#2:1個の磁石
サンプル#3および#4:2個の磁石
サンプル#5および#6:3個の磁石
サンプル#7および#8:4個の磁石
サンプルを、最大容量出力で、120Hzで、1時間にわたって、上記のコイルセットアップでインキュベートした。
Method Two standard yeast pellets were used per magnet quantity. The pellet was resuspended in 100 μl ultrapure water in a 1.5 ml reaction vessel and a defined amount of magnet was added to the sample.
Samples #1 and #2: 1 magnet samples #3 and #4: 2 magnet samples #5 and #6: 3 magnet samples #7 and #8: 4 magnet samples, maximum capacity output at 120 Hz for 1 hour with the above coil setup.

インキュベーション後に、PreOmics iST緩衝液を使用して、標準的なiSTプロトコルに従ってサンプルを精製した。 After incubation, samples were purified according to standard iST protocols using PreOmics iST buffer.

溶出後に、サンプルをSpeedVac(45℃)において乾燥させ、40μlのLC-Load(PreOmics iST緩衝液)に再懸濁した。2μlの溶解したペプチドをLC-MSにロードし、受け取られたクロマトグラムを、MaxQuantを使用して分析した。 After elution, samples were dried in a SpeedVac (45° C.) and resuspended in 40 μl LC-Load (PreOmics iST buffer). 2 μl of dissolved peptide was loaded onto the LC-MS and the received chromatogram was analyzed using MaxQuant.

結果 result

Figure 2023525333000007
Figure 2023525333000007

考察
実験は、タンパク質が、異なる量の磁石で開裂されることを示した。4個の磁石の場合、特に良好な結果が得られた。
Discussion Experiments have shown that proteins are cleaved with different amounts of magnets. Particularly good results have been obtained with four magnets.

実施例7:異なる磁石材料によるタンパク質の磁気開裂
材料
異なる永久磁石を使用した(方法:サンプルによる磁石を参照)。ペプチドのクリーンアップには、PreOmicsのiST緩衝液を使用した(キットとして入手可能)。超純水(LC-MSグレード)は、Thermo Fisherによって提供された(pH7)。自社製の酵母ペレット(OD600=0.6の1mlのS.セレビシエ溶液に由来)を、完全なプロテオームを有するサンプルとして使用した。
Example 7: Magnetic Cleavage of Proteins with Different Magnet Materials Materials Different permanent magnets were used (see Methods: Magnet with sample). PreOmics iST buffer was used for peptide cleanup (available as a kit). Ultrapure water (LC-MS grade) was provided by Thermo Fisher (pH 7). An in-house yeast pellet (from 1 ml S. cerevisiae solution at OD 600 =0.6) was used as a sample with a complete proteome.

単一のコイルセットアップ(8個の小さなコイルが直列になっており、1個のコイルは1個の反応容器を含み、1個のコイルの直径は1.1cmであり、コイルは2.0cmの高さにまでなる)を使用して、外部の振動磁場を生成した。定義された周波数で方形波を作成するために、オンライントーンジェネレータ(https://onlinetonegenerator.com/)をアンプ(SMSL SA-50 2×50W)と組み合わせて使用した。 Single coil set-up (8 small coils in series, one coil containing one reaction vessel, one coil diameter 1.1 cm, coil diameter 2.0 cm) height) was used to generate an external oscillating magnetic field. An online tone generator (https://onlinetonegenerator.com/) was used in combination with an amplifier (SMSL SA-50 2×50 W) to generate square waves at defined frequencies.

方法
磁石の種類当たり2つの標準酵母ペレットを使用した。ペレットを、1.5mlの反応容器中に入った100μlの超純水に再懸濁し、サンプル当たり1個の磁石を加えた。サンプルを、最大容量で、120Hzで、1時間にわたって、上記のコイルセットアップでインキュベートし、磁石を以下のように分割した:
サンプル#1+#2:2×2mmのネオジムディスクN35
サンプル#3+#4:2×2mmのネオジムディスクN42
サンプル#5+#6:2×2mmのSaCoディスク0.11kgプル
サンプル#7+#8:3x2mmのSaCoディスク0.19kgプル
インキュベーション後に、PreOmics iST緩衝液を使用して、標準的なiSTプロトコルに従ってサンプルを精製した。
Method Two standard yeast pellets were used per magnet type. The pellet was resuspended in 100 μl ultrapure water in a 1.5 ml reaction vessel and one magnet was added per sample. Samples were incubated at maximum volume at 120 Hz for 1 hour with the above coil setup and the magnet split as follows:
Sample #1+#2: 2×2 mm Neodymium disc N35
Sample #3+#4: 2×2 mm Neodymium disc N42
Sample #5+#6: 2 x 2 mm SaCo disc 0.11 kg pull Sample #7 + #8: 3 x 2 mm SaCo disc 0.19 kg pull Refined.

溶出後に、サンプルをSpeedVac(45℃)において乾燥させ、40μlのLC-Load(PreOmics iST緩衝液)に再懸濁した。 After elution, samples were dried in a SpeedVac (45° C.) and resuspended in 40 μl LC-Load (PreOmics iST buffer).

2μlの溶解したペプチドをLC-MSにロードし、受け取られたクロマトグラムを、MaxQuantを使用して分析した。 2 μl of dissolved peptide was loaded onto the LC-MS and the received chromatogram was analyzed using MaxQuant.

結果 result

Figure 2023525333000008
Figure 2023525333000008

考察
実験は、タンパク質が、異なる磁石で開裂されることを示した。特に良好な結果は、サマリウムコバルト磁石、3×2mm、0.19kgプルで得られた。
Discussion Experiments have shown that proteins are cleaved with different magnets. Particularly good results were obtained with a samarium-cobalt magnet, 3×2 mm, 0.19 kg pull.

実施例8:異なる磁石材料、形、サイズ、およびコーティングによるタンパク質の磁気開裂
材料
異なる永久磁石を使用した(方法:サンプルによる磁石を参照)。ペプチドのクリーンアップには、PreOmicsのiST緩衝液を使用した(キットとして入手可能)。超純水(LC-MSグレード)は、Thermo Fisherによって提供された(pH7)。自社製の酵母ペレット(OD600=0.6の1mlのS.セレビシエ溶液に由来)を、完全なプロテオームを有するサンプルとして使用した。
Example 8: Magnetic Cleavage of Proteins with Different Magnet Materials, Shapes, Sizes and Coatings Materials Different permanent magnets were used (see Methods: Magnet by Sample). PreOmics iST buffer was used for peptide cleanup (available as a kit). Ultrapure water (LC-MS grade) was provided by Thermo Fisher (pH 7). An in-house yeast pellet (from 1 ml S. cerevisiae solution at OD 600 =0.6) was used as a sample with a complete proteome.

単一のコイルセットアップ(8個の小さなコイルが直列になっており、1個のコイルは1個の反応容器を含み、1個のコイルの直径は1.1cmであり、コイルは2.0cmの高さにまでなる)を使用して、外部の振動磁場を生成した。定義された周波数で方形波を作成するために、オンライントーンジェネレータ(https://onlinetonegenerator.com/)をアンプ(SMSL SA-50 2×50W)と組み合わせて使用した。 Single coil set-up (8 small coils in series, one coil containing one reaction vessel, one coil diameter 1.1 cm, coil diameter 2.0 cm) height) was used to generate an external oscillating magnetic field. An online tone generator (https://onlinetonegenerator.com/) was used in combination with an amplifier (SMSL SA-50 2×50 W) to generate square waves at defined frequencies.

方法
磁石の種類当たり2つの標準酵母ペレットを使用した。ペレットを、1.5mlの反応容器中に入った100μlの超純水に再懸濁し、サンプル当たり1個の磁石を加えた。サンプルを、最大容量で、120Hzで、1時間にわたって、上記のコイルセットアップでインキュベートし、磁石を以下のように分割した:
サンプル#1+#2:ディスク磁石φ5mm、高さ5mm、フェライト
サンプル#3+#4:球状、φ5mm、ネオジム、金めっき
サンプル#5+#6:ディスク磁石、φ3mm、高さ1mm、ネオジム、パリレンコーティング
サンプル#7+#8:ディスク磁石、φ5mm、高さ5mm、ネオジム、テフロン(登録商標)被覆
サンプル#9+#10:球状φ3mm、ネオジム、クロムめっき
サンプル#11+#12:ディスク磁石φ3mm、高さ1mm、ネオジム、ニッケルめっき
サンプル#13+#14:直方体/切石5×1.5×1mm、ネオジム、ニッケルめっき
サンプル#15+#16:TiNコーティングされたネオジムディスク、φ3mm、高さ1mm
サンプル#17+#18:球状φ2mm、ネオジム、ニッケルめっき
サンプル#19+#20:ディスクφ2mm、高さ2mm、ネオジム、ニッケルめっき
サンプル#21+#22:ディスクφ3mm、高さ2mm、ネオジム、ニッケルめっき
サンプル#23+#24:ディスクφ3mm、高さ3mm、ネオジム、ニッケルめっき
インキュベーション後に、PreOmics iST緩衝液を使用して、標準的なiSTプロトコルに従ってサンプルを精製した。
Method Two standard yeast pellets were used per magnet type. The pellet was resuspended in 100 μl ultrapure water in a 1.5 ml reaction vessel and one magnet was added per sample. Samples were incubated at maximum volume at 120 Hz for 1 hour with the above coil setup and the magnet split as follows:
Sample #1 + #2: Disk magnet φ5 mm, height 5 mm, ferrite sample #3 + #4: Spherical, φ5 mm, neodymium, gold-plated Sample #5 + #6: Disk magnet, φ3 mm, height 1 mm, neodymium, parylene coating sample # 7+#8: disk magnet, φ5 mm, height 5 mm, neodymium, Teflon (registered trademark) coated sample #9+#10: spherical φ3 mm, neodymium, chrome-plated sample #11+#12: disk magnet φ3 mm, height 1 mm, neodymium, Nickel-plated sample #13+#14: cuboid/cut stone 5×1.5×1 mm, neodymium, nickel-plated sample #15+#16: TiN-coated neodymium disc, φ3 mm, height 1 mm
Sample #17+#18: Spherical φ2 mm, neodymium, nickel-plated Sample #19+#20: Disc φ2 mm, height 2 mm, neodymium, nickel-plated Sample #21+#22: Disc φ3 mm, height 2 mm, neodymium, nickel-plated Sample #23+ #24: Disc φ 3 mm, Height 3 mm, Neodymium, Nickel Plated After incubation, samples were purified using PreOmics iST buffer following standard iST protocols.

溶出後に、サンプルをSpeedVac(45℃)において乾燥させ、40μlのLC-Load(PreOmics iST緩衝液)に再懸濁した。 After elution, samples were dried in a SpeedVac (45° C.) and resuspended in 40 μl LC-Load (PreOmics iST buffer).

2μlの溶解したペプチドをLC-MSにロードし、受け取られたクロマトグラムを、MaxQuantを使用して分析した。 2 μl of dissolved peptide was loaded onto the LC-MS and the received chromatogram was analyzed using MaxQuant.

結果 result

Figure 2023525333000009
Figure 2023525333000009

Figure 2023525333000010
Figure 2023525333000010

考察
実験は、タンパク質が、異なる磁石で開裂されることを示した:異なるサイズ、異なる材料、異なる形、および異なるコーティング。特に良好な結果は、ネオジムディスク磁石、3×1mm、TiNコーティングで得られた。
Discussion Experiments have shown that proteins are cleaved with different magnets: different sizes, different materials, different shapes, and different coatings. Especially good results were obtained with a neodymium disc magnet, 3×1 mm, TiN coating.

実施例9:異なる波形を使用した磁気開裂
材料
パリレンコーティングを有するネオジム永久磁石を使用した(円筒形;2mm×2mm)。非磁性体として、1mmのシリカビーズを使用した。ヘルムホルツコイルを使用して、外部の振動磁場を生成した。定義された周波数で異なる波形を作成するために、オンライントーンジェネレータ(https://onlinetonegenerator.com/)を使用した。
Example 9: Magnetic Cleavage Using Different Corrugations Materials Neodymium permanent magnets with parylene coating were used (cylindrical; 2 mm x 2 mm). Silica beads of 1 mm were used as the non-magnetic material. A Helmholtz coil was used to generate an external oscillating magnetic field. An online tone generator (https://onlinetonegenerator.com/) was used to generate different waveforms at defined frequencies.

SDS-PAGEのための材料は、Biorad(Criterion Midi Gel;4×Laemmliサンプル緩衝液;クマシーブリリアントブルーR-250)およびThermo Fisher(Page Ruler Plus)から購入した。ゲルを泳動させるために、自作の緩衝液を使用した(25mMのTris、0.1%のSDS、192mMのグリシン)。着色ゲルを10%の希釈酢酸で脱色した。 Materials for SDS-PAGE were purchased from Biorad (Criterion Midi Gel; 4x Laemmli sample buffer; Coomassie Brilliant Blue R-250) and Thermo Fisher (Page Ruler Plus). A home-made buffer was used to run the gel (25 mM Tris, 0.1% SDS, 192 mM glycine). The colored gel was destained with 10% diluted acetic acid.

方法
サンプル当たり20μgの炭酸脱水酵素を、0.5mlのスクリューキャップ管内で、50μlの超純水(LC-MSグレード、Fisher Scientific)において処理した。サンプル当たり1個の磁石および5個の非磁性体を加えた。サンプルは、ヘルムホルツコイル内に配置された容器内で、それぞれ90分間、110Hzで、各波形について3重に処理した。異なる波形を以下のように適用した:
サンプル#1~サンプル#3:方形波関数
サンプル#4~サンプル#6:正弦関数
サンプル#7~サンプル#9:鋸歯状関数
サンプル#10~サンプル#12:三角関数
処理後に、20μlのサンプル(最初に使用した炭酸脱水酵素8μgに相当)を7μlのLaemmliサンプル緩衝液と混合し、1000rpmで10分間振とうしながら95℃で煮沸し、SDSゲルにロードした。最初に使用した開始量の炭酸脱水酵素に対応する別のサンプルを同じ手法で調製した。このいわゆる「開始」サンプルもゲルにロードした。SDS-PAGEは、200Vで40分間実施した。
Method 20 μg carbonic anhydrase per sample was treated in 50 μl ultrapure water (LC-MS grade, Fisher Scientific) in 0.5 ml screw cap tubes. One magnet and five non-magnetic bodies were added per sample. Samples were processed in triplicate for each waveform at 110 Hz for 90 minutes each in a container placed in a Helmholtz coil. Different waveforms were applied as follows:
Sample #1-Sample #3: Square wave function Sample #4-Sample #6: Sine function Sample #7-Sample #9: Sawtooth function
Sample #10-Sample #12: Trigonometric function After treatment, 20 μl of sample (equivalent to 8 μg of carbonic anhydrase initially used) was mixed with 7 μl of Laemmli sample buffer and heated at 95° C. with shaking at 1000 rpm for 10 minutes. Boiled and loaded on an SDS gel. Another sample corresponding to the starting amount of carbonic anhydrase originally used was prepared in the same manner. This so-called "starting" sample was also loaded onto the gel. SDS-PAGE was performed at 200V for 40 minutes.

結果
図6を参照されたい。
Results See FIG.

考察
この実験は、タンパク質の磁気開裂を異なる波形で行うことができることを実証している。
Discussion This experiment demonstrates that magnetic cleavage of proteins can be performed with different waveforms.

Claims (15)

少なくとも1個の分子中の少なくとも1個の共有結合を開裂する方法であって、前記方法が、
(a)少なくとも1個の磁性体と前記少なくとも1個の分子とを衝突させること、および/または
(b)前記少なくとも1個の磁性体を動かすことによって少なくとも1個の非磁性粒子と前記少なくとも1個の分子との衝突を引き起こすこと
を含む、方法。
A method of cleaving at least one covalent bond in at least one molecule, said method comprising:
(a) colliding at least one magnetic substance with said at least one molecule; and/or (b) at least one non-magnetic particle and said at least one molecule by moving said at least one magnetic substance. A method comprising causing collisions with individual molecules.
前記少なくとも1個の磁性体が、変動運動または振動運動を実施し、好ましくは、前記運動が、変動磁場または振動磁場によって引き起こされ、好ましくは、前記磁場が、電流および/または電磁石によって生成される、請求項1に記載の方法。 Said at least one magnetic body performs a fluctuating or oscillating motion, preferably said motion is caused by a fluctuating or oscillating magnetic field, preferably said magnetic field is generated by an electric current and/or an electromagnet A method according to claim 1. 前記衝突が、前記少なくとも1個の共有結合を開裂するのに十分な量のエネルギーを前記分子に伝達する、請求項1または2に記載の方法。 3. The method of claim 1 or 2, wherein said collisions transfer a sufficient amount of energy to said molecule to cleave said at least one covalent bond. 前記少なくとも1個の分子が、溶液または懸濁液中にあり、好ましくは、前記少なくとも1個の分子および前記少なくとも1個の磁性体が、反応器内に位置している、先行する請求項のいずれか1項に記載の方法。 of the preceding claim, wherein said at least one molecule is in solution or suspension, and preferably said at least one molecule and said at least one magnetic material are located within a reactor. A method according to any one of paragraphs. 前記方法を、バッチ方式で、例えば、底が閉じた容器である反応器を使用することによって実施する、先行する請求項のいずれか1項に記載の方法。 10. A process according to any one of the preceding claims, wherein the process is carried out batchwise, for example by using a reactor which is a vessel with a closed bottom. 前記方法を連続方式で実施し、例えば、前記溶液または懸濁液が、好ましくは、
(a)少なくとも2つの開口部を有する反応器内で、
前記少なくとも1個の磁性体上を流れることが可能であり、および/または
(b)前記溶液もしくは懸濁液が流れている間に前記磁性体の運動が生じる、
請求項4に記載の方法。
Said method is carried out in a continuous mode, for example said solution or suspension is preferably
(a) in a reactor having at least two openings,
is capable of flowing over the at least one magnetic material, and/or (b) motion of the magnetic material occurs while the solution or suspension is flowing;
5. The method of claim 4.
前記少なくとも1個の磁性体および前記反応器の寸法が、前記少なくとも1個の磁性体がその平均位置を中心として自由にまたは実質的に自由に動くようなものであり、好ましくは、自由運動または実質的に自由な運動が、並進運動および回転運動の少なくとも2つ、少なくとも3つ、少なくとも4つ、少なくとも5つ、または好ましくは6つすべての軸を中心としているか、またはそれらに沿ったものであり、好ましくは、前記自由運動または実質的に自由な運動が、2つの軸に沿った少なくとも並進を含む、請求項4から6のいずれか1項に記載の方法。 The dimensions of said at least one magnetic body and said reactor are such that said at least one magnetic body is free or substantially free to move about its mean position, preferably in free motion or the substantially free motion is about or along at least two, at least three, at least four, at least five, or preferably all six axes of translational and rotational motion; 7. A method according to any one of claims 4 to 6, wherein yes, preferably said free or substantially free movement comprises at least translation along two axes. 前記少なくとも1個の分子が、巨大分子または鎖状分子であり、前記巨大分子または鎖状分子が、少なくとも2つの構築ブロックを含むか、またはこれらからなり、好ましくは、前記構築ブロックが、アミノ酸、ヌクレオチド、リボヌクレオチド、糖類、ホスフェート、脂質、脂肪酸、糖、グリセリド、または前述のうちのいずれかの組み合わせである、先行する請求項のいずれか1項に記載の方法。 said at least one molecule is a macromolecule or chain molecule, said macromolecule or chain molecule comprising or consisting of at least two building blocks, preferably said building blocks are amino acids, 4. A method according to any one of the preceding claims, which is a nucleotide, ribonucleotide, saccharide, phosphate, lipid, fatty acid, sugar, glyceride, or a combination of any of the foregoing. 前記少なくとも1個の分子の少なくとも1個の共有結合を開裂するさらなる手段を、前記少なくとも1個の分子と接触させ、前記さらなる手段が、好ましくは、酵素、化学物質、および/または触媒である、先行する請求項のいずれか1項に記載の方法。 contacting said at least one molecule with a further means for cleaving at least one covalent bond of said at least one molecule, said further means preferably being an enzyme, a chemical and/or a catalyst; A method according to any one of the preceding claims. (a)前記溶液または懸濁液が、緩衝液または体液などの液体サンプルであり、前記分子が、核酸であり、
(b)前記溶液または懸濁液が、飲料水またはプールの水であり、前記分子が、巨大分子汚染物質であり、
(c)前記溶液または懸濁液が、下水であり、前記分子が、生体巨大分子であり、
(d)前記溶液または懸濁液が、食品または飲料であり、前記分子が、グルテンであり、
(e) 前記溶液または懸濁液が、タンパク質、ポリペプチドおよび/もしくはペプチド、増殖培地用のタンパク質性原材料、および/またはシャンプー、コンディショナーもしくは石鹸などのパーソナルケア製品用のタンパク質性原材料を含み、前記分子が、前記またはタンパク質、ポリペプチドおよび/もしくはペプチドであり、
(f)前記溶液または懸濁液が、巨大分子毒素を含み、前記分子が、前記巨大分子毒素であり、あるいは
(g)前記溶液または懸濁液が、不所望な酵素活性を含み、前記分子が、前記酵素活性を呈するタンパク質である、
請求項4から9のいずれか1項に記載の方法。
(a) said solution or suspension is a liquid sample such as a buffer or body fluid, said molecule is a nucleic acid;
(b) said solution or suspension is drinking water or pool water and said molecule is a macromolecular contaminant;
(c) the solution or suspension is sewage, the molecule is a biomacromolecule;
(d) said solution or suspension is a food or beverage and said molecule is gluten;
(e) said solution or suspension comprises proteins, polypeptides and/or peptides, proteinaceous ingredients for growth media and/or proteinaceous ingredients for personal care products such as shampoos, conditioners or soaps, said the molecule is said or a protein, polypeptide and/or peptide;
(f) said solution or suspension comprises a macromolecular toxin and said molecule is said macromolecular toxin; or (g) said solution or suspension comprises undesirable enzymatic activity and said molecule is a protein that exhibits the enzymatic activity,
10. A method according to any one of claims 4-9.
少なくとも1個の分子中の少なくとも1個の共有結合を開裂するための変動磁場または振動磁場を生成するための磁性体および手段の使用。 Use of magnetic materials and means to generate a varying or oscillating magnetic field to cleave at least one covalent bond in at least one molecule. (a)導電体、好ましくは少なくとも1個のコイル、より好ましくはヘルムホルツコイル、
(b)容器および/または容器アレイ、例えば、マイクロタイタープレート、ならびに
(c)前記容器内の少なくとも1個の磁性体、または前記容器アレイ内の容器当たり少なくとも1個の磁性体
を含むか、またはこれらからなり、
前記少なくとも1個の磁性体が、使用時に前記導電体によって、好ましくは前記導体をコイルとして実装することによって、かつ前記容器または前記容器アレイが前記コイル内に位置していることによって生成される磁場の影響下にあるように、要素(a)および(b)が構成されており、
前記磁性体および前記容器の寸法が、操作時に、前記磁性体が並進の少なくとも2つの軸に沿って自由に動くようなものであり、
前記磁性体が、強磁性材料またはフェリ磁性材料を含むか、またはこれらからなる、
デバイス。
(a) an electrical conductor, preferably at least one coil, more preferably a Helmholtz coil;
(b) a container and/or container array, e.g., a microtiter plate, and (c) at least one magnetic substance within said container, or at least one magnetic substance per container within said container array, or consists of these
a magnetic field generated by said at least one magnetic body in use by said conductor, preferably by implementing said conductor as a coil and by said container or said container array being positioned within said coil elements (a) and (b) are configured such that they are under the influence of
the dimensions of the magnetic body and the container are such that, in operation, the magnetic body is free to move along at least two axes of translation;
said magnetic body comprises or consists of a ferromagnetic or ferrimagnetic material;
device.
請求項12に記載のデバイスを備える、液体ハンドリングロボット。 A liquid handling robot comprising a device according to claim 12. (a)導電体、好ましくは少なくとも1個のコイル、より好ましくはヘルムホルツコイル、
(b)少なくとも2つの開口部を有する少なくとも1個の容器、および
(c)少なくとも1個の磁性体
を含むか、またはこれらからなり、
要素(a)、(b)、および(c)が、
(i)前記少なくとも1個の磁性体が、使用時に前記コイルによって生成される磁場の影響下にあるように、かつ
(ii)使用時に管状要素を通って流れる液体が前記磁性体と接触するように、
構成されており、
前記磁性体が、強磁性材料またはフェリ磁性材料を含むか、またはこれらからなる、
デバイス。
(a) an electrical conductor, preferably at least one coil, more preferably a Helmholtz coil;
(b) at least one container having at least two openings; and (c) at least one magnetic material,
Elements (a), (b), and (c) are
(i) the at least one magnetic body is under the influence of the magnetic field generated by the coil in use; and (ii) in use the liquid flowing through the tubular element is in contact with the magnetic body. to the
is composed of
said magnetic body comprises or consists of a ferromagnetic or ferrimagnetic material;
device.
(a)容器および/または容器アレイ、
(b)少なくとも1個の磁性体、好ましくは容器当たり少なくとも1個の磁性体、
(c)導電体、ならびに
(d)任意選択的に、請求項14に記載のデバイスを組み立てるための、および/または請求項1から10のいずれか1項に記載の方法を実施するための指示を有するマニュアル
を含むか、またはこれらからなり、
前記磁性体および前記容器の寸法が、操作時に、前記磁性体が並進の少なくとも2つの軸に沿って自由に動くようなものであり、
前記磁性体が、強磁性材料またはフェリ磁性材料を含むか、またはこれらからなる、
キット。
(a) a container and/or container array;
(b) at least one magnetic body, preferably at least one magnetic body per container;
(c) an electrical conductor; and (d) optionally instructions for assembling the device of claim 14 and/or performing the method of any one of claims 1-10. including or consisting of a manual having
the dimensions of the magnetic body and the container are such that, in operation, the magnetic body is free to move along at least two axes of translation;
said magnetic body comprises or consists of a ferromagnetic or ferrimagnetic material;
kit.
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